EP1008733B1 - Oil-cooled cylinder head - Google Patents
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- EP1008733B1 EP1008733B1 EP99123616A EP99123616A EP1008733B1 EP 1008733 B1 EP1008733 B1 EP 1008733B1 EP 99123616 A EP99123616 A EP 99123616A EP 99123616 A EP99123616 A EP 99123616A EP 1008733 B1 EP1008733 B1 EP 1008733B1
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- F02F2001/247—Arrangement of valve stems in cylinder heads the valve stems being orientated in parallel with the cylinder axis
Definitions
- the invention relates to an internal combustion engine with a cylinder crankcase, the at least two in row construction trained and covered by a likewise designed in row cylinder head Cylinder, in each of which a via a connecting rod to an in the crankcase hinged crankshaft hinged piston is movable, wherein the internal combustion engine cooling oil spaces, a Lubricating system and having an oil pump in fluid communication stand, with each cylinder a cylinder cooling oil space and each Cylinder head has at least one cylinder head cooling oil space, wherein on the one hand, the individual cylinder cooling oil chambers and the individual cylinder head cooling oil chambers a row of cylinders connected in series with each other and on the other hand, the cylinder cooling oil chambers and the Cylinder head cooling oil chambers as a whole also connected in series and wherein a return line from the end-side cylinder head cooling oil space back along the cylinder head row towards the input side cylinder head cooling oil space is arranged and wherein in the return line per cylinder a connecting hole with a Stegbo
- Such an internal combustion engine is known from DE 43 25 141 A1.
- This internal combustion engine is oil-cooled in the specified manner.
- the cooling system is designed so that at a maximum provided power the internal combustion engine, especially in the field Piston, cylinder and cylinder head, reliably cooled.
- the invention is based on the object, the cooling system such further developing oil-cooled internal combustion engine in the form that an even more effective cooling, in particular of the cylinder head, also with further increase in performance of the internal combustion engine is guaranteed.
- This object is achieved in that a second return line at least approximately parallel to the first return line arranged along the cylinder head row and with the end-side Cylinder head cooling oil space is connected.
- the second return line runs along the range of valve stem seals of the exhaust valves and in the immediate vicinity of a vent hole, which Oily air for integrated in the cylinder head cover crankcase ventilation box leads without further junction or diversion a channel.
- the thermal highly loaded area of the exhaust valves especially in the area the valve stem seals, is intensively cooled and on the other hand Coking of the oily crankcase leaking gases is prevented.
- the cylinder cooling oil chambers as a spectacle-shaped cooling chambers in the one cylinder circumferentially adjacent Cylinder head area formed. This ensures a low-flow flow around the individual cylinders, wherein in that the flow cross sections of adjacent cylinders the spectacle-shaped cold rooms are on different sides, an intense and good cooling of the vulnerable area between two cylinders is guaranteed.
- the return lines in the cylinder head are at least approximated arranged parallel to each other and in the crankcase or the oil pan of the internal combustion engine merged.
- both lines for example in a single drilling operation.
- the outlet channel by a in Compound with the surrounding air gap from the cylinder head floor largely decoupled and by the likewise spectacle-shaped Cylinder head cooling oil space below the air gap is a far-reaching Separation of the heat flow from the inner to the outer area of the cylinder head floor takes place.
- this middle Cooling channel can also be a highly targeted cooling thermally high claimed parts of the cylinder head.
- this mean cooling channel meandering trained and runs from an engine end to the opposite engine end.
- This middle one Cooling channel is made by appropriately trained cores during formed the casting of the cylinder head.
- the middle cooling channel encloses the individual inlet channels largely and tangent on the other hand, the exhaust ducts are as little as possible.
- the middle cooling channel in turn close to the injector holes passed, so that the injection valve again intensively cooled becomes.
- a descending Opening present, which the middle cooling channel with the Oil space of the crankcase connects.
- the cylinder head 1 according to FIG. 1 comes with a 4-cylinder self-igniting Internal combustion engine for use.
- the cylinder head designed as a block cylinder head and is made in particular Cast gray cast iron.
- the cylinder head can also for other cylinder numbers, such as 2- or 3-cylinder designed and cast from other materials, such as light metal be.
- the internal combustion engine as a series engine or be designed as a V-engine.
- the cylinder head continues as a 2-valve cylinder head with a Inlet and an exhaust valve 2 per cylinder provided.
- the intake valves and exhaust valves 2 of one in the crankcase the internal combustion engine mounted camshaft respectively own pushrods and rocker arms 3.
- the rocker arms 3 are on a shaft mounted in the cylinder head 1 and with conventional valve lash adjusters 4 provided.
- the bearings of the rocker arm 3 on the shaft are lubricated by oil holes, not shown.
- the valves are - as shown in the exhaust valve 2 - via valve springs 5, located on the cylinder head 1 and on with the valves Supported valve spring plates, in the cylinder head 1 established.
- the valve stems of the valves are via valve stem seals 7 sealed against the cylinder head 1.
- Valve stem seals 7 prevent the ingress of lubricating oil in the gap between the valve stem and the surrounding Drilling.
- Right and left along the valve shafts run in the Area near the valve stem seals 7 along the cylinder bank a first return line 8a and a second return line 8b for the introduced into the cylinder head 1 cooling oil.
- the valve stem seals 7 thermally opposite to itself by hot exhaust gases in the exhaust ports 9 heating cylinder head areas, which between the valve stem seals 7 and the outlet channels 9 to be isolated.
- the outlet channels 9 through with the Surroundings related air gaps 10 largely of decoupled from the cylinder head floor 11.
- the crankcase In the cylinder head floor are otherwise the cylinder head cooling oil chambers 12 as annular or spectacle-shaped recesses embedded in themselves in extension of each adjacent Zylinderkühtölsammlung extend.
- the crankcase is referred to as so-called Open deck running.
- the cylinder head cooling oil spaces 12a, 12b, 12c, 12d are in the context of casting capabilities deep in the Cylinder head floor 11 inserted. This can be a relatively high Cooling oil amount through the cylinder head cooling oil chambers 12a, 12b, 12c, 12d be encouraged.
- Fig. 1 is further an oil-containing Kurbelraumleckgase leading vent hole 24 to recognize. By the running next to it Bore 8b prevents coking of the oily gases.
- FIG. 2 shows the cooling diagram of a 4-cylinder cylinder head 1 shown schematically.
- the ring-shaped cylinder head cooling oil spaces 12a, 12b, 12c, 12d have an input side cylinder head cooling oil space 12a, in which the cooling oil from the underlying Cylinder cooling oil chamber via transfer openings 13 in the cylinder head gasket entry.
- Part of the incoming cooling oil is (by the size or depth of the flow connections favors) directly along the cylinder head cooling oil spaces 12a, 12b, 12c to to the end-side cylinder head cooling oil space 12d and there via a Connecting line 14 passed into the second return line 8b.
- These Return line 8b runs along the cylinder head as previously stated 1 and flows into the input-side cylinder head area in a drain line 15b.
- This drain line 15b carries the cooling oil through the cylinder head 1 back into the crankcase, where they are in the crankcase with a drain line 15a coincides.
- This drain line 15a leads the coming of the return line 8a Cooling oil back.
- the return line 8a is per cylinder over Bar holes 16a, 16b, 16c, 16d and connection holes 17a, 17b, 17c, 17d with the respective cylinder head cooling oil spaces 12a, 12b, 12c, 12d connected.
- here is the end cylinder head cooling oil space 12d via a connecting line 14a with the return line 8a connected.
- FIG. 3 the basic structure of Cooling system similar to that shown in FIG. 2.
- too Cooling oil via transfer openings 13 from the underlying cylinder cooling oil space into the cylinder head cooling oil space 12a to get out of this along the adjoining cylinder head cooling oil chambers 12b, 12c to be passed to the end-side cylinder head cooling oil space 12d.
- From this passes the cooling oil via transfers 20 and a branch channel 20 ' on the "cold" injection side of the here also interrupted Cylinder head cooling oil chamber 12d in the middle cooling channel 19.
- This middle cooling channel 19 is formed meander-shaped and extends to the input side cylinder head side. The middle one encloses thereby Cooling channel largely the inlet channels and is also close to the Injector holes passed.
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
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Description
Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einem Zylinderkurbelgehäuse, das mindestens zwei in Reihenbauart ausgebildete und von einem ebenfalls in Reihenbauart ausgebildeten Zylinderkopf abgedeckte Zylinder aufweist, in denen je ein über ein Pleuel an einer in dem Zylinderkurbelgehäuse gelagerten Kurbelwelle angelenkter Kolben bewegbar ist, wobei die Brennkraftmaschine Kühlölräume, ein Schmiersystem und eine Ölpumpe aufweist, die in Strömungsverbindung stehen, wobei jeder Zylinder einen Zylinderkühlölraum und jeder Zylinderkopf zumindest einen Zylinderkopfkühlölraum aufweist, wobei einerseits die einzelnen Zylinderkühlölräume und die einzelnen Zylinderkopfkühlölräume einer Zylinderreihe untereinander in Reihe geschaltet sind und andererseits die Zylinderkühlölräume sowie die Zylinderkopfkühlölräume als Ganzes ebenfalls in Reihe geschaltet sind und wobei eine Rückflussleitung von dem endseitigen Zylinderkopfkühlölraum zurück entlang der Zylinderkopfreihe in Richtung zu dem eingangsseitigen Zylinderkopfkühlölraum angeordnet ist und wobei in die Rückflussleitung je Zylinder eine Verbindungsbohrung mit einer Stegbohrung einmündet.The invention relates to an internal combustion engine with a cylinder crankcase, the at least two in row construction trained and covered by a likewise designed in row cylinder head Cylinder, in each of which a via a connecting rod to an in the crankcase hinged crankshaft hinged piston is movable, wherein the internal combustion engine cooling oil spaces, a Lubricating system and having an oil pump in fluid communication stand, with each cylinder a cylinder cooling oil space and each Cylinder head has at least one cylinder head cooling oil space, wherein on the one hand, the individual cylinder cooling oil chambers and the individual cylinder head cooling oil chambers a row of cylinders connected in series with each other and on the other hand, the cylinder cooling oil chambers and the Cylinder head cooling oil chambers as a whole also connected in series and wherein a return line from the end-side cylinder head cooling oil space back along the cylinder head row towards the input side cylinder head cooling oil space is arranged and wherein in the return line per cylinder a connecting hole with a Stegbohrung opens.
Eine derartige Brennkraftmaschine ist aus der DE 43 25 141 A1 bekannt. Diese Brennkraftmaschine ist in der angegebenen Art ölgekühlt. Dabei ist das Kühlsystem so ausgelegt, dass bei einer maximal vorgesehenen Leistung die Brennkraftmaschine, insbesondere im Bereich Kolben, Zylinder und Zylinderkopf, zuverlässig gekühlt wird. Such an internal combustion engine is known from DE 43 25 141 A1. This internal combustion engine is oil-cooled in the specified manner. The cooling system is designed so that at a maximum provided power the internal combustion engine, especially in the field Piston, cylinder and cylinder head, reliably cooled.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Kühlsystem einer derartigen ölgekühlten Brennkraftmaschine in der Form weiterzubilden, dass eine noch effektivere Kühlung, insbesondere des Zylinderkopfes, auch bei weiterer Leistungssteigerung der Brennkraftmaschine gewährleistet ist.The invention is based on the object, the cooling system such further developing oil-cooled internal combustion engine in the form that an even more effective cooling, in particular of the cylinder head, also with further increase in performance of the internal combustion engine is guaranteed.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass eine zweite Rückflussleitung zumindest angenähert parallel zu der ersten Rückflussleitung entlang der Zylinderkopfreihe angeordnet und mit dem endseitigen Zylinderkopfkühlölraum verbunden ist. Durch diese Ausbildung wird erreicht, dass ein Teil des durch den Zylinderkopf strömenden Kühlöls ganz bewusst bis zu dem endseitigen Zylinderkopfkühlölraum geführt wird und erst von diesem ungehindert in die zweite Rückflussleitung abfließen kann. Während bei dem bisherigen Kühlsystem ausschließlich von den einzelnen Zylinderkopfkühlölräumen das Kühlöl über relativ komplizierte Strömungsverbindungen durch die Stegbohrungen und Verbindungsbohrungen in die erste Rückflussleitung abgeleitet wurde, was zur Folge hatte, dass entlang der Zylinderreihe, beispielsweise bei einer Vierzylinderbrennkraftmaschine, der insbesondere dritte Zylinder mit weniger Kühlöl beschickt wurde (der vierte Zylinder wurde durch eine Entlüftungsbohrung in der Zylinderkopfdichtung von dem darunter liegenden Zylinderkühlölraum wieder mit mehr Kühlöl versorgt), ist durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung eine intensive und relativ gleichmäßige Kühlung aller Zylinderkopfkühlölräume gewährleistet. Dabei ist es im Rahmen der Erfindung vorgesehen, die Kühlölmenge gegenüber der Lösung mit nur einer Rückflussleitung geringfügig zu erhöhen. Durch diese Ausgestaltung wird insgesamt erreicht, dass die Kühlung im Stegbereich durch die Stegbohrung gegenüber der bekannten Lösung nicht verschlechtert wird, insbesondere aber die Kühlölmenge, die insgesamt durch die Zylinderkopfkühlölräume von dem eingangsseitigen Zylinderkopfkühlölraum bis in den endseitigen Zylinderkopfkühlölraum strömt, erheblich gesteigert wird. Dadurch ist es bei nur geringem zusätzlichen Aufwand für eine Verbesserung der Kühlung möglich, die Leistungsabgabe der Brennkraftmaschine deutlich zu erhöhen.This object is achieved in that a second return line at least approximately parallel to the first return line arranged along the cylinder head row and with the end-side Cylinder head cooling oil space is connected. Through this education is achieves that part of the cooling oil flowing through the cylinder head deliberately guided to the end of the cylinder head cooling oil space and only from this unhindered into the second return line can drain away. While with the previous cooling system exclusively from the individual cylinder head cooling oil chambers the cooling oil about relatively complicated flow connections through the bar holes and connecting holes in the first return line was derived, which meant that along the row of cylinders, For example, in a four-cylinder internal combustion engine, in particular third cylinder was charged with less cooling oil (the fourth Cylinder was through a vent hole in the cylinder head gasket from the underlying cylinder cooling oil room with again supplied more cooling oil), is by the inventive design an intensive and relatively uniform cooling of all cylinder head cooling oil chambers guaranteed. It is within the scope of the invention provided, the amount of cooling oil compared to the solution with only one Slightly increase reflux line. By this configuration is achieved in total that the cooling in the web area by the Stegbohrung not deteriorated compared to the known solution is, but especially the amount of cooling oil, the total by the Cylinder head cooling oil spaces from the input side cylinder head cooling oil space until it flows into the end-side cylinder head cooling oil chamber, significantly is increased. This is only a small additional Effort to improve the cooling possible, the power output the internal combustion engine to increase significantly.
In Weiterbildung der Erfindung verläuft die zweite Rückflussleitung entlang des Bereiches der Ventilschaftdichtungen der Auslassventile und in unmittelbarer Nachbarschaft einer Entlüftungsbohrung, welche ölhaltige Luft zur in der Zylinderkopfhaube integrierten Kurbelraumentlüftungsdose führt, ohne weitere Einmündung oder Abzweigung eines Kanals. Einerseits wird dadurch erreicht, dass der thermisch hoch belastete Bereich der Auslassventile, insbesondere im Bereich der Ventilschaftdichtungen, intensiv gekühlt wird und andererseits ein Verkoken der ölhaltigen Kurbelraumleckgase verhindert wird. Durch das Weglassen von weiteren Einmündungen oder Abzweigungen ist gewährleistet, dass keine Beeinträchtigung der Strömung des Kühlöls eintritt, so dass ungewollte Drosseleffekte ausgeschlossen sind.In a further development of the invention, the second return line runs along the range of valve stem seals of the exhaust valves and in the immediate vicinity of a vent hole, which Oily air for integrated in the cylinder head cover crankcase ventilation box leads without further junction or diversion a channel. On the one hand is achieved by the thermal highly loaded area of the exhaust valves, especially in the area the valve stem seals, is intensively cooled and on the other hand Coking of the oily crankcase leaking gases is prevented. By the omission of further junctions or branches is ensures that no impairment of the flow of cooling oil occurs, so that unwanted throttle effects are excluded.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Zylinderkühlölräume als brillenförmige Kühlräume in dem einen Zylinder umfangsseitig benachbarten Zylinderkopfbereich ausgebildet. Dies gewährleistet eine strömungswiderstandsarme Umströmung der einzelnen Zylinder, wobei dadurch, dass die Strömungsquerschnitte benachbarter Zylinder der brillenförmigen Kühlräume auf unterschiedlichen Seiten liegen, eine intensive und gute Kühlung des gefährdeten Bereichs zwischen zwei Zylindern gewährleistet ist.In a further embodiment of the invention, the cylinder cooling oil chambers as a spectacle-shaped cooling chambers in the one cylinder circumferentially adjacent Cylinder head area formed. This ensures a low-flow flow around the individual cylinders, wherein in that the flow cross sections of adjacent cylinders the spectacle-shaped cold rooms are on different sides, an intense and good cooling of the vulnerable area between two cylinders is guaranteed.
Weiterhin sind die Rückflussleitungen im Zylinderkopf zumindest angenähert parallel zueinander angeordnet und im Kurbelgehäuse oder der Ölwanne der Brennkraftmaschine zusammengeführt. Durch die vorzugsweise parallele Anordnung können beide Leitungen, beispielsweise in einem einzigen Bohrvorgang, hergestellt werden. Dadurch, dass beide Rückflussleitungen erst im Kurbelgehäuse oder der Ölwanne in einen gemeinsamen Ölraum münden bzw. zusammengeführt sind, wird jegliche gegenseitige Beeinträchtigung des Strömungsflusses, insbesondere in der zweiten Rückflussleitung vermieden.Furthermore, the return lines in the cylinder head are at least approximated arranged parallel to each other and in the crankcase or the oil pan of the internal combustion engine merged. By the preferably parallel arrangement, both lines, for example in a single drilling operation. Thereby, that both return lines first in the crankcase or the oil pan lead into a common oil room or merged are, any mutual interference of the Flow flow, especially in the second return line avoided.
In Weiterbildung der Erfindung ist der Auslasskanal durch einen in Verbindung mit der Umgebung stehenden Luftspalt von dem Zylinderkopfboden weitgehend entkoppelt und durch den ebenfalls brillenförmigen Zylinderkopfkühlölraum unterhalb des Luftspaltes ist eine weitgehende Abtrennung des Wärmeflusses von dem inneren in den äußeren Bereich des Zylinderkopfbodens erfolgt. Durch diese Ausgestaltung wird zumindest eine intensive Wärmeabfuhr von dem heißen Brennraumbereich in den Bereich der Zylinderkopfdichtung, die sich mit ihrem gefährdeten klebenden Teil genau in dem abgeschotteten Bereich befindet, vermieden.In a further development of the invention, the outlet channel by a in Compound with the surrounding air gap from the cylinder head floor largely decoupled and by the likewise spectacle-shaped Cylinder head cooling oil space below the air gap is a far-reaching Separation of the heat flow from the inner to the outer area of the cylinder head floor takes place. By this configuration is at least an intense heat dissipation of the hot Combustion chamber area in the area of the cylinder head gasket, which is with its endangered adhesive part exactly in the foreclosed Area is avoided.
In Weiterbildung der Erfindung ist zwischen dem brillenförmigen Zylinderkopfkühlölraum und den zwei Rückflussleitungen ein mittlerer Kühlkanal in dem Zylinderkopf angeordnet. Durch diesen mittleren Kühlkanal kann zusätzlich eine ganz gezielte Kühlung thermisch hoch beanspruchter Teile des Zylinderkopfes erfolgen. Dabei ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung dieser mittlere Kühlkanal meanderförmig ausgebildet und verläuft von einer Brennkraftmaschinenendseite zu der gegenüberliegenden Brennkraftmaschinenendseite. Dieser mittlere Kühlkanal wird durch entsprechend ausgebildete Kerne während des Gießvorgangs des Zylinderkopfes gebildet. Der mittlere Kühlkanal umschließt die einzelnen Einlasskanäle weitgehend und tangiert dagegen die Auslasskanäle so wenig wie möglich. Andererseits ist der mittlere Kühlkanal wiederum dicht an den Einspritzdüsenbohrungen vorbeigeführt, so dass das Einspritzventil wieder intensiv gekühlt wird. Schließlich ist auf einer Brennkraftmaschinenendseite eine absteigende Öffnung vorhanden, die den mittleren Kühlkanal mit dem Ölraum des Kurbelgehäuses verbindet. Durch diese getrennte Abführung des Kühlöls aus dem mittleren Kühlkanal ist eine Beeinflussung des Kühlölstromes durch insbesondere die erste und zweite Rückflussleitung ausgeschlossen. In development of the invention is between the spectacle-shaped Cylinder head cooling oil chamber and the two return lines a middle one Cooling channel arranged in the cylinder head. Through this middle Cooling channel can also be a highly targeted cooling thermally high claimed parts of the cylinder head. It is in further Embodiment of the invention, this mean cooling channel meandering trained and runs from an engine end to the opposite engine end. This middle one Cooling channel is made by appropriately trained cores during formed the casting of the cylinder head. The middle cooling channel encloses the individual inlet channels largely and tangent on the other hand, the exhaust ducts are as little as possible. On the other hand the middle cooling channel in turn close to the injector holes passed, so that the injection valve again intensively cooled becomes. Finally, on an engine end is a descending Opening present, which the middle cooling channel with the Oil space of the crankcase connects. Through this separate discharge the cooling oil from the middle cooling channel is an influence the cooling oil flow through in particular the first and second return line locked out.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der Zeichnungsbeschreibung zu entnehmen, in der in den Figuren dargestellte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben sind.Further advantageous embodiments of the invention are the drawing description to take in the illustrated in the figures Embodiments of the invention are described in detail.
Es zeigen:
- Fig. 1:
- einen Querschnitt durch einen Zylinderkopf mit einer ersten und einer zweiten Rückflussleitung,
- Fig. 2:
- schematisch den Kühlölfluss durch den Zylinderkopf und
- Fig. 3:
- eine Variante des Kühlölflusses durch den Zylinderkopf mit einem weiteren mittleren Kühlkanal.
- Fig. 1:
- a cross section through a cylinder head with a first and a second return line,
- Fig. 2:
- schematically the flow of cooling oil through the cylinder head and
- 3:
- a variant of the flow of cooling oil through the cylinder head with a further central cooling channel.
Der Zylinderkopf 1 gemäß Fig. 1 kommt bei einer 4-zylindrigen selbstzündenden Brennkraftmaschine zur Anwendung. Dabei ist der Zylinderkopf als Blockzylinderkopf ausgebildet und wird insbesondere aus Grauguss gegossen. Selbstverständlich kann der Zylinderkopf auch für andere Zylinderzahlen, beispielsweise 2- oder 3-Zylinder, ausgelegt und aus anderen Materialien, beispielsweise Leichtmetall, gegossen sein. Im Übrigen kann die Brennkraftmaschine als Reihenmotor oder als V-Motor ausgebildet sein.The cylinder head 1 according to FIG. 1 comes with a 4-cylinder self-igniting Internal combustion engine for use. Here is the cylinder head designed as a block cylinder head and is made in particular Cast gray cast iron. Of course, the cylinder head can also for other cylinder numbers, such as 2- or 3-cylinder designed and cast from other materials, such as light metal be. Incidentally, the internal combustion engine as a series engine or be designed as a V-engine.
Der Zylinderkopf ist weiterhin als 2-Ventil-Zylinderkopf mit einem
Einlass- und einem Auslassventil 2 je Zylinder versehen. Betätigt werden
die Einlassventile und Auslassventile 2 von einer im Kurbelgehäuse
der Brennkraftmaschine gelagerten Nockenwelle über jeweils
eigene Stößelstangen und Kipphebel 3. Die Kipphebel 3 sind auf
einer Welle im Zylinderkopf 1 gelagert und mit üblichen Ventilspiel-Einstellvorrichtungen
4 versehen. Die Lagerstellen der Kipphebel 3
auf der Welle sind durch nicht dargestellte Ölbohrungen geschmiert.
Die Ventile sind - wie bei dem Auslassventil 2 dargestellt - über Ventilfedern
5, die sich an dem Zylinderkopf 1 und an mit den Ventilen
verbundenen Ventilfedertellern abstützen, im Zylinderkopf 1
festgelegt. Die Ventilschäfte der Ventile werden über Ventilschaftdichtungen
7 gegenüber dem Zylinderkopf 1 abgedichtet. Diese
Ventilschaftdichtungen 7 verhindern das Eindringen von Schmieröl in
den Spalt zwischen dem Ventilschaft und der diesen umgebenden
Bohrung. Rechts und links entlang der Ventilschäfte verlaufen im
Bereich nahe bei den Ventilschaftdichtungen 7 entlang der Zylinderreihe
eine erste Rückflussleitung 8a und eine zweite Rückflussleitung
8b für das in den Zylinderkopf 1 eingeleitete Kühlöl. Insbesondere
durch die zweite Rückflussleitung 8b werden die Ventilschaftdichtungen
7 thermisch gegenüber den sich durch heißen Abgase in
den Auslasskanälen 9 aufheizenden Zylinderkopfbereichen, die sich
zwischen den Ventilschaftdichtungen 7 und den Auslasskanälen 9
befinden, isoliert. Weiterhin sind die Auslasskanäle 9 durch mit der
Umgebung in Verbindung stehende Luftspalte 10 weitgehend von
dem Zylinderkopfboden 11 entkoppelt. In den Zylinderkopfboden sind
im Übrigen die Zylinderkopfkühlölräume 12 als ringförmige
beziehungsweise brillenförmige Ausnehmungen eingelassen, die sich
in Verlängerung der jeweils benachbarten Zylinderkühtölräume
erstrecken. Dabei ist das Kurbelgehäuse im Übrigen als sogenanntes
Open-Deck ausgeführt. Die Zylinderkopfkühlölräume 12a, 12b, 12c,
12d sind im Rahmen der gießtechnischen Möglichkeiten tief in den
Zylinderkopfboden 11 eingelassen. Dadurch kann eine relativ hohe
Kühlölmenge durch die Zylinderkopfkühlölräume 12a, 12b, 12c, 12d
gefördert werden. Im Übrigen sind die Zylinderkopfkühlölräume 12a,
12b, 12c, 12d von den Zylinderkühlölräumen durch die Zylinderkopfdichtung
getrennt und es sind für den Kühlölübertritt nur Übertrittsöffnungen
13 (Fig. 2) im Bereich des eingangsseitigen Zylinderkopfkühlölraums
12a in die Zylinderkopfdichtung eingelassen. Durch
diese gelangt das Kühlöl - wie gesagt - nacheinander in die in Reihe
geschalteten Zylinderkopfkühlölräume 12a, 12b, 12c und 12d. Im
Übrigen stellen die Zylinderkopfkühlölräume 12a, 12b, 12c, 12d im
Bereich unterhalb der Luftspalte 10 eine wirksame thermische
Entkopplung des Zylinderkopfbodenbereiches 11a dar, in dem sich
der thermisch begrenzt belastbare Teil der Zylinderkopfdichtung
befindet.The cylinder head continues as a 2-valve cylinder head with a
Inlet and an exhaust valve 2 per cylinder provided. To be actuated
the intake valves and exhaust valves 2 of one in the crankcase
the internal combustion engine mounted camshaft respectively
own pushrods and rocker arms 3. The rocker arms 3 are on
a shaft mounted in the cylinder head 1 and with conventional valve lash adjusters
4 provided. The bearings of the rocker arm 3
on the shaft are lubricated by oil holes, not shown.
The valves are - as shown in the exhaust valve 2 - via
In Fig. 1 ist weiter eine ölhaltige Kurbelraumleckgase führende Entlüftungsbohrung 24 zu erkennen. Durch die daneben verlaufende Bohrung 8b wird ein Verkoken der ölhaltigen Gase verhindert.In Fig. 1 is further an oil-containing Kurbelraumleckgase leading vent hole 24 to recognize. By the running next to it Bore 8b prevents coking of the oily gases.
In Fig. 2 ist das Kühlschema eines 4-zylindrigen Zylinderkopfes 1
schematisch dargestellt. Die ringförmig ausgebildeten Zylinderkopfkühlölräume
12a, 12b, 12c, 12d weisen einen eingangsseitigen Zylinderkopfkühlölraum
12a auf, in dem das Kühlöl von dem darunter liegenden
Zylinderkühlölraum über Übertrittsöffnungen 13 in der Zylinderkopfdichtung
eintritt. Ein Teil des eintretenden Kühlöls wird (durch
die Größe beziehungsweise Tiefe der Strömungsverbindungen begünstigt)
direkt entlang der Zylinderkopfkühlölräume 12a, 12b, 12c bis
zu dem endseitigen Zylinderkopfkühlölraum 12d und dort über eine
Anschlussleitung 14 in die zweite Rückflussleitung 8b geleitet. Diese
Rückflussleitung 8b läuft - wie zuvor ausgeführt - entlang des Zylinderkopfs
1 und mündet in dem eingangsseitigen Zylinderkopfbereich
in eine Abflussleitung 15b. Diese Abflussleitung 15b führt das Kühlöl
durch den Zylinderkopf 1 zurück in das Kurbelgehäuse, wobei sie in
dem Kurbelgehäuse mit einer Abflussleitung 15a zusammentrifft.
Diese Abflussleitung 15a führt das aus der Rückflussleitung 8a kommende
Kühlöl zurück. Die Rückflussleitung 8a ist je Zylinder über
Stegbohrungen 16a, 16b, 16c, 16d und Verbindungsbohrungen 17a,
17b, 17c, 17d mit den jeweiligen Zylinderkopfkühlölräumen 12a, 12b,
12c, 12d verbunden. Zusätzlich ist auch hier der endseitige Zylinderkopfkühlölraum
12d über eine Anschlussleitung 14a mit der Rückflussleitung
8a verbunden. Da über die Stegbohrungen 16a, 16b, 16c,
16d entlang des Zylinderkopfes 1 Kühlöl abgeführt wird, wird die
Durchflussmenge durch die Zylinderkopfkühlölräume 12a, 12b, 12c,
12d entsprechend gering. Um auf der "heißen" Auslassseite des
vierten Zylinders eine ausreichend hohe Durchflussmenge durch den
darunter liegenden Teil des Zylinderkopfkühlölraumes 12d zu
gewährleisten, ist dieser Zylinderkopfkühlölraum 12d auf der gegenüberliegenden
"kalten" Einspritzseite unterbrochen. Somit strömt die
gesamte verbleibende Kühlölmenge bei dem vierten Zylinder entlang
der "heißen" Auslassseite.FIG. 2 shows the cooling diagram of a 4-cylinder cylinder head 1
shown schematically. The ring-shaped cylinder head cooling
In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist der Grundaufbau des
Kühlsystems ähnlich zu dem gemäß Fig. 2. Auch hier gelangt das
Kühlöl über Übertrittsöffnungen 13 von dem darunter liegenden Zylinderkühlölraum
in den Zylinderkopfkühlölraum 12a, um von diesem
entlang der anschließenden Zylinderkopfkühlölräume 12b, 12c zu
dem endseitigen Zylinderkopfkühlölraum 12d geleitet zu werden. Von
diesem gelangt das Kühlöl über Übertritte 20 und einen Stichkanal 20'
auf der "kalten" Einspritzseite des hier ebenfalls unterbrochenen
Zylinderkopfkühlölraums 12d in den mittleren Kühlkanal 19. Dieser
mittlere Kühlkanal 19 ist meanderförmig ausgebildet und verläuft zu
der eingangsseitigen Zylinderkopfseite. Dabei umschließt der mittlere
Kühlkanal weitgehend die Einlasskanäle und ist zudem dicht an den
Einspritzdüsenbohrungen vorbeigeführt. Auf der eingangsseitigen Zylinderkopfseite
ist der mittlere Kühlkanal 19 über eine absteigende
Öffnung 23 mit dem Ölraum des Kurbelgehäuses verbunden. Im weiteren
Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind hier
keine Ventilstegbohrungen 16 und Verbindungsbohrungen 17 vorhanden,
dafür nur zu den Kipphebeln führende Schmierbohrungen 18a,
18b, 18c, 18d. Die erste und die zweite Rückflussleitung 8a, 8b
werden bei dieser Ausführung parallel von Zuläufen 21 beschickt, die
oberhalb der Übertrittsöffnungen 13 von dem Zylinderkopfkühlölraum
12a abzweigen. Auf der gegenüberliegenden Seite wird das Kühlöl
über Ableitungen 22 ebenfalls in den mittleren Kühlkanal 19 geleitet.In the embodiment of Fig. 3, the basic structure of
Cooling system similar to that shown in FIG. 2. Here, too
Cooling oil via transfer openings 13 from the underlying cylinder cooling oil space
into the cylinder head cooling
Claims (10)
- Internal combustion engine having a cylinder crankcase which has at least two cylinders configured in-line and covered by a cylinder head likewise configured in-line, in each of which cylinders a piston which is articulated via a connecting rod on a crankshaft mounted in the cylinder crankcase can be 'moved, the internal combustion engine having cooling-oil spaces, a lubricating system and an oil pump which are flow-connected, each cylinder having a cylinder cooling-oil space and each cylinder head having at least one cylinder-head cooling-oil space, on the one hand the individual cylinder cooling-oil spaces and the individual cylinder-head cooling-oil spaces in a bank of cylinders being connected to one another in series, and on the other hand all the cylinder cooling-oil spaces and all the cylinder-head cooling-oil spaces being likewise connected in series, and a return flow line being arranged from the end cylinder-head cooling-oil space back along the cylinder-head bank in the direction of the inlet-end cylinder-head cooling-oil space, and one connecting hole with a land hole opening into the return flow line per cylinder, characterized in that a second return flow line (8b) is arranged at least approximately parallel to the first return flow line (8a) along the cylinder-head bank and is connected to the end cylinder-head cooling-oil space (12d).
- Internal combustion engine according to Claim 1, characterized in that the second return flow line (8b) extends along the region of the valve-stem seals (12) of the outlet valves (2) without a further duct opening into it or branching off from it.
- Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the cylinder cooling-oil spaces are configured as spectacle-shaped cooling spaces in the cylinder-head region which is peripherally adjacent to a cylinder.
- Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the return flow lines (8a, 8b) in the cylinder head (1) are arranged at least approximately parallel to one another and converge in the crankcase or the oil pan of the internal combustion engine.
- Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the outlet duct (9) is largely decoupled from the bottom (11) of the cylinder-head by an air gap (10) connected to atmosphere, and the flow of heat from the inner to the outer region of the cylinder-head base (11) is largely cut off by the spectacle-shaped cylinder-head cooling-oil space (12a, 12b, 12c, 12d) below the air gap (10).
- Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that a central cooling duct (19) is arranged in the cylinder head (1) between the spectacle-shaped cylinder-head cooling-oil space (12a, 12b, 12c, 12d) and the return flow lines (8a, 8b).
- Internal combustion engine according to Claim 6, characterized in that the central cooling duct (19) extends in meandering fashion from one end of the internal combustion engine to the opposite end of the internal combustion engine.
- Internal combustion engine according to either of Claims 6 and 7, characterized in that the central cooling duct (19) largely encloses the inlet ducts (21).
- Internal combustion engine according to one of Claims 6 to 8, characterized in that the central cooling duct (19) is guided closely past the injection-nozzle holes (22).
- Internal combustion engine according to one of Claims 6 to 9, characterized in that, at one end of the internal combustion engine, a descending opening (23) connects the central cooling duct (19) to the oil space of the crankcase.
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