EP4577734A1 - Flüssigkeitsgekühlter zylinderkopf - Google Patents

Flüssigkeitsgekühlter zylinderkopf

Info

Publication number
EP4577734A1
EP4577734A1 EP23761423.5A EP23761423A EP4577734A1 EP 4577734 A1 EP4577734 A1 EP 4577734A1 EP 23761423 A EP23761423 A EP 23761423A EP 4577734 A1 EP4577734 A1 EP 4577734A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
overflow opening
cylinder head
receiving sleeve
intermediate deck
overflow
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.)
Pending
Application number
EP23761423.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Zurk
Martin KLAMPFER
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.)
AVL List GmbH
Original Assignee
AVL List GmbH
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 AVL List GmbH filed Critical AVL List GmbH
Publication of EP4577734A1 publication Critical patent/EP4577734A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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 
    • F02F1/02—Cylinders; Cylinder heads  having cooling means
    • F02F1/10—Cylinders; Cylinder heads  having cooling means for liquid cooling
    • F02F1/14—Cylinders with means for directing, guiding or distributing liquid stream
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00—Liquid cooling
    • F01P3/12—Arrangements for cooling other engine or machine parts
    • F01P3/16—Arrangements for cooling other engine or machine parts for cooling fuel injectors or sparking-plugs
    • 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
    • F02F1/242—Arrangement of spark plugs or injectors
    • 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
    • F02F1/26—Cylinder heads having cooling means
    • F02F1/36—Cylinder heads having cooling means for liquid cooling
    • F02F1/40—Cylinder heads having cooling means for liquid cooling cylinder heads with means for directing, guiding, or distributing liquid stream 
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00—Liquid cooling
    • F01P3/02—Arrangements for cooling cylinders or cylinder heads
    • F01P2003/024—Cooling cylinder heads
    • 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

  • a top-down cooling concept is a cooling concept in which the coolant first flows through the upper cooling chamber further away from the fire deck and then the lower cooling chamber near the fire deck.
  • a cylinder head for an internal combustion engine with a top-down cooling system which has an upper cooling space adjacent to an intermediate deck and a lower cooling space adjacent to a fire deck.
  • an annular transfer opening is provided between the upper and lower cooling chambers. The transfer opening is designed concentrically to the receiving sleeve.
  • the eccentrically designed overflow opening results in an overflow channel with an eccentric overflow cross section, which is larger on the outlet side than on the inlet side. This means that improved cooling can be achieved with small amounts of coolant.
  • At least one intermediate deck elevation has an inlet chamfer on an inside bordering the overflow opening in the area of an upper side facing away from the intermediate deck.
  • At least one intermediate deck elevation 16 for example produced by casting, can be arranged between an inlet opening 10E and/or an outlet opening 10A and the overflow opening 14.
  • 1 and 2 show an embodiment in which an intermediate deck elevation 16 arranged annularly and concentrically around the overflow opening 14 and the receiving sleeve 8 is provided between the outlet openings 10A and inlet openings 10E and the overflow opening 14.
  • the position of the intermediate deck elevation 16 is indicated by dashed lines in Fig. 2.
  • the intermediate deck elevation 16 connects a vertical support structure 18 of the cylinder head 1 with the intermediate deck 6. This allows the structural rigidity of the cylinder head 1 to be increased.
  • the vertical support structure 18 connects the oil deck 19 with the fire deck 4 in the vertical direction within the cylinder head 1 and extends between the valve guides and/or the inlet 10E and outlet openings 10A and the overflow opening 14.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen flüssigkeitsgekühlten Zylinderkopf (1) für eine Brennkraftmaschine mit einem Top-Down-Kühlkonzept, mit einem an ein Feuerdeck (3) grenzenden unteren Kühlraum (4) und einem oberen Kühlraum (5), welcher durch ein Zwischendeck (6) vom unteren Kühlraum (4) getrennt ist, und welcher vom Feuerdeck (3) überwiegend weiter entfernt ist als der untere Kühlraum (4), wobei der untere Kühlraum (4) und der obere Kühlraum (5) im Bereich einer mittig in Bezug auf den Zylinder (2) angeordneten Aufnahmehülse (8) für einen zentral in einen Brennraum (7) mündenden Bauteil (8) über zumindest einen durch eine Überströmöffnung (14) und die Aufnahmehülse (8) gebildeten ringförmigen Überströmkanal (9) im Zwischendeck (6) miteinander strömungsverbunden sind, wobei ein Durchmesser (D) der im Wesentlichen kreisförmigen Überströmöffnung (14) größer ist als ein äußerer Durchmesser (d) der Aufnahmehülse (8), mit einer Einlasskanalanordnung mit zumindest zwei in den Brennraum (7) mündenden Einlassöffnungen (10E) und einer Auslasskanalanordnung mit zumindest zwei in den Brennraum (7) mündenden Auslassöffnungen (10A). Um eine optimale Kühlung von thermisch kritischen Bereichen zu erzielen ist vorgesehen, dass die Überströmöffnung (14) exzentrisch in Bezug auf die Aufnahmehülse (8) angeordnet ist, wobei eine durch einen Mittelpunkt (M) der Überströmöffnung (14) verlaufende Mittelachse (14a) der Überströmöffnung (14) von der Hülsenachse (8a) der Aufnahmehülse (8) beabstandet ist.

Description

Flüssigkeitsgekühlter Zylinderkopf
Die Erfindung betrifft einen flüssigkeitsgekühlten Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine mit einem Top-Down-Kühlkonzept, insbesondere mit mehreren Zylindern, mit einem mit einem an ein Feuerdeck grenzenden unteren Kühlraum und einem oberen Kühlraum, welcher durch ein Zwischendeck vom unteren Kühlraum getrennt ist, und welcher vom Feuerdeck überwiegend weiter entfernt ist als der untere Kühlraum, wobei der untere Kühlraum und der obere Kühlraum im Bereich einer mittig in Bezug auf den Zylinder - vorzugsweise konzentrisch oder parallel zur Zylinderachse - angeordneten Aufnahmehülse für einen zentral in einen Brennraum mündenden Bauteil über zumindest einen durch eine Überströmöffnung und die Aufnahmehülse gebildeten ringförmigen Überströmkanal im Zwischendeck miteinander strömungsverbunden sind, wobei ein Durchmesser der im Wesentlichen kreisförmigen Überströmöffnung größer ist als ein äußerer Durchmesser der Aufnahmehülse, mit einer Einlasskanalanordnung mit zumindest zwei in den Brennraum mündenden Einlassöffnungen und einer Auslasskanalanordnung mit zumindest zwei in den Brennraum mündenden Auslassöffnungen.
Als Top-Down-Kühlkonzept wird ein Kühlkonzept bezeichnet, bei dem zuerst der feuerdeckfernere obere Kühlraum und dann erst der feuerdecknahe untere Kühlraum vom Kühlmittel durchströmt wird.
Aus der WO 2020/188071 Al ist ein Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine mit einem Top-Down-Kühlsystem bekannt, welcher einen an ein Zwischendeck grenzenden oberen Kühlraum und einen an ein Feuerdeck grenzenden unteren Kühlraum aufweist. Im Bereich einer zentralen Aufnahmehülse für eine Einspritz- oder Zündeinrichtung ist eine ringförmige Übertrittsöffnung zwischen dem oberen und dem unteren Kühlraum vorgesehen. Die Übertrittsöffnung ist konzentrisch zur Aufnahmehülse ausgebildet.
Die DE 103 50 394 Al beschreibt einen Zylinderkopf für eine flüssigkeitsgekühlte Mehrzylinder-Brennkraftmaschine mit einer an ein Feuerdeck grenzenden Kühlraumanordnung, welche durch ein Zwischendeck in einen unteren Teilkühlraum und einen oberen Teilkühlraum unterteilt ist. Die beiden Teilkühlräume sind durch Überströmöffnungen im Bereich einer Aufnahmeöffnung für eine Hülse für eine zentrale Kraftstoffeinspritzeinrichtung miteinander strömungsverbunden, welche als Ausbuchtungen der Aufnahmeöffnung ausgebildet sind. Ähnliche Kühlanordnungen sind aus der EP 2998 555 Al, der EP 3 333 398 Al oder der WO 2012/004340 Al bekannt. Aufgabe der Erfindung ist es auf fertigungstechnisch einfache Weise eine optimale Kühlung von thermisch kritischen Bereichen des Zylinderkopfes zu erzielen.
Erfindungsgemäß wird dies bei einer Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art dadurch erreicht, dass die Überströmöffnung exzentrisch in Bezug auf die Aufnahmehülse angeordnet ist, wobei eine durch einen Mittelpunkt der Überströmöffnung verlaufende Mittelachse der Überströmöffnung von der Hülsenachse der Aufnahmehülse beabstandet ist, wobei vorzugsweise die Mittelachse der Überströmöffnung und die Hülsenachse parallel zueinander angeordnet sind.
Vorzugsweise ist der Abstand zwischen der Hülsenachse und der Mittelachse der Überströmöffnung geringer als ein halber äußerer Durchmesser der Aufnahmehülse.
Um eine optimale Kühlung zu erzielen ist es vorteilhaft, wenn die Mittelachse der Überströmöffnung auf der Auslassseite angeordnet ist und/oder einer Auslassventilbrücke zwischen zwei Auslassöffnungen näher angeordnet ist als einer Einlassventilbrücke zwischen zwei Einlassöffnungen. Mit anderen Worten ist die exzentrische Überströmöffnung in Richtung der Auslassventilbrücke zwischen den beiden Auslassventilen orientiert.
Die Überströmöffnung kann gusstechnisch und/oder durch spanende Bearbeitung des Zwischendecks gebildet sein.
Durch die exzentrisch ausgebildete Überströmöffnung ergibt sich ein Überströmkanal mit exzentrischem Überströmquerschnitt, welcher auf der Auslassseite größer ist als auf der Einlassseite. Dadurch kann bei geringen Kühlmittelmengen eine verbesserte Kühlung erzielt werden.
In einer Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass das Zwischendeck zumindest eine vorzugsweise gusstechnisch hergestellte lokale Zwischendeckerhöhung im Bereich der Überströmöffnung aufweist. Auf diese Weise wird die Kühlstrecke in Richtung der Zylinderachse verlängert und damit die Kühlwasserströmung in Richtung des Feuerdecks verbessert. Weiters kann durch die Zwischendeckerhöhung die Struktursteifigkeit erhöht werden, indem sie eine vertikale Stützstruktur des Zylinderkopfes mit dem Zwischendeck verbindet. Die vertikale Stützstruktur verbindet innerhalb des Zylinderkopfes in vertikaler Richtung das Öldeck mit dem Feuerdeck. Die vertikale Stützstruktur erstreckt sich dabei zwischen den Ventilführungen und/oder den der Einlass- und Auslassöffnungen und der Überströmöffnung. Eine ähnliche Stützstruktur ist beispielsweise aus der AT 522 060 Bl bekannt. Vorteilhafterweise ist die Zwischendeckerhöhung ringförmig ausgebildet und konzentrisch um die Überströmöffnung angeordnet. Günstigerweise kann die Zwischendeckerhöhung zwischen den Einlassöffnungen bzw. Auslassöffnungen und der Überströmöffnung angeordnet sein. Die Zwischendeckerhöhung liegt also ringförmig um die Aufnahmehülse zwischen den Einlass- und Auslassöffnungen und der Überströmöffnung und ist in die vertikale Stützstruktur des Zylinderkopfes eingebunden.
Um die Verluste beim Strömungsübertritt zwischen den beiden Kühlräumen zu vermindern ist es vorteilhaft, wenn zumindest eine Zwischendeckerhöhung auf einer an die Überströmöffnung grenzenden Innenseite im Bereich einer die dem Zwischendeck abgewandten Oberseite eine Einlauffase aufweist.
In weiterer Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Überströmöffnung zumindest eine Ausbuchtung aufweist, wobei vorzugsweise die Ausbuchtung im Bereich einer Ventilbrücke angeordnet ist. Als Ausbuchtung ist hier eine von der Kreisform der Überströmöffnung nach außen abweichende Querschnittserweiterung zu verstehen. Dies ermöglicht es den Durchfluss der zwischen dem oberen Kühlraum und dem unteren Kühlraum übertretenden Kühlmittelmenge zu erhöhen und damit die Wärmeabfuhr zu verbessern.
Der gesamte Übertrittsquerschnitt zum Kühlmittelübertritt zwischen dem oberen Kühlraum und dem unteren Kühlraum ergibt sich als Kombination von bearbeiteten und gegossenen Übertritten im Bereich der Aufnahmehülse, also durch die kreisförmige exzentrische Übertrittsöffnung und die zusätzlichen Ausbuchtungen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der in den Figuren gezeigten nicht einschränkenden Ausführungsbeispiele näher erläutert. Darin zeigen:
Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Zylinderkopf in einer ersten Ausführungsvariante in einem Schnitt gemäß der Linie I-I in Fig. 2;
Fig. 2 diesen Zylinderkopf in einem Schnitt gemäß der Linie II-II in Fig. 1; und
Fig. 3 den Zylinderkopf in einer zweiten Ausführungsvariante in einem Schnitt analog zu Fig. 2.
Die Figuren 1 und 2 zeigen einen Zylinderkopf 1 für eine Brennkraftmaschine mit einem oder mehreren Zylindern 2. Der Zylinderkopf 1 weist einen an ein Feuerdeck 3 grenzenden unteren Kühlraum 4 und einen vom Feuerdeck 3 beabstandeten oberen Kühlraum 5 auf, welcher durch ein Zwischendeck 6 vom unteren Kühlraum 4 getrennt ist. Die Begriffe "unten" und "oben" beziehen sich auf die in Fig. 1 ersichtliche Darstellung und nicht auf die tatsächliche Einbaulage der Brennkraftmaschine im Betrieb. Die tatsächliche Einbaulage des Zylinderkopfes 1 kann daher von der in Fig. 1 ersichtlichen Orientierung abweichen.
Der obere Kühlraum 5 ist vom Feuerdeck 3 überwiegend weiter entfernt ist als der untere Kühlraum 4. Der untere Kühlraum 4 und der obere Kühlraum 5 sind im Bereich einer mittig in Bezug auf den Zylinder 2 beispielsweise konzentrisch und parallel zur Zylinderachse 2a angeordneten Aufnahmehülse 8 für einen zentral in einen Brennraum 7 mündenden Bauteil 80, wie beispielsweise eine Einspritzeinrichtung oder eine Zündeinrichtung, über zumindest einen Überströmkanal 9 im Zwischendeck 6 miteinander strömungsverbunden. Der Zylinderkopf 1 weist zwei in den Brennraum 7 mündende Einlassöffnungen 10E für eine nicht weiter dargestellte Einlasskanalanordnung auf einer Einlassseite E des Zylinderkopfes 1 und zwei in den Brennraum 7 mündende Auslassöffnungen 10A für eine nicht weiter dargestellte Auslasskanalanordnung auf einer Auslassseite A des Zylinderkopfes 1 auf.
Zwischen den Einlassöffnungen 10E sind Einlassventilbrücken 11 und zwischen den Auslassöffnungen 10A Auslassventilbrücken 12 ausgebildet. Zwischen jeweils einer Einlassöffnung 9 und einer Auslassöffnung 10 befindet sich je eine Einlass-/Aus- lassventilbrücke 13. Der untere Kühlraum 4 weist Im Bereich der Einlassventilbrücke 11, im Bereich der Auslassbrücke 12 und im Bereich der Einlass-/Aus- lassventilbrücken 13 je einen Brückenkanal 41, 42, 43 auf. Die Brückenkanäle 41, 42, 43 sind in Fig. 2 durch strichlierte Linien angedeutet.
Der Überströmkanal 9 zwischen dem oberen Kühlraum 5 und dem unteren Kühlraum 4 ist im Wesentlichen in Richtung der Zylinderachse 2a orientiert. Er wird durch eine im Zwischendeck 6 angeordnete im Wesentlichen kreisförmige Überströmöffnung 14 und die beispielsweise zylindrische äußere Mantelfläche 8b der Aufnahmehülse 8 gebildet. Die Überströmöffnung 14 kann gusstechnisch in den Zylinderkopf 1 eingeformt und/oder durch spanende Bearbeitung des Zwischendecks 6 gebildet sein.
Die Überströmöffnung 14 des Überströmkanals 9 ist exzentrisch in Bezug auf die Hülsenachse 8a der Aufnahmehülse 8 angeordnet. Der Überströmkanal 9 weist einen im Wesentlichen ringförmigen, exzentrischen Querschnitt auf. Der Durchmesser D der Überströmöffnung 14 ist größer als der äußere Durchmesser d der Aufnahmehülse 8. Eine durch den Mittelpunkt M der kreisförmigen Überströmöffnung 14 verlaufende Mittelachse 14a der Überströmöffnung 14 ist von der Hülsenachse 8a der Aufnahmehülse 8 beabstandet. Die Mittelachse 14a der Überströmöffnung 14 und die Hülsenachse 8a sind beispielsweise im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet. Die Mittelachse 14a der Überströmöffnung 14 ist auf der Auslassseite A angeordnet. Mit anderen Worten ist die Mittelachse 14a näher zu der Auslassventilbrücke 12 zwischen den zwei Auslassöffnungen 10A angeordnet als zu der Einlassventilbrücke 11 zwischen den zwei Einlassöffnungen 10E. Der Abstand a zwischen der Hülsenachse 8a und der Mittelachse 14a ist dabei geringer als der halbe äußere Durchmesser d der Aufnahmehülse 8, insbesondere geringer als ein Viertel des äußeren Durchmessers d der Aufnahmehülse 8. Durch die exzentrisch angeordnete Überströmöffnung 14 ergibt sich ein exzentrisch geformter Überströmkanal 9, welcher auf der Auslassseite A einen größeren Querschnitt aufweist als auf der Einlassseite E (siehe Fig. 2).
Weiters kann zumindest eine beispielsweise gusstechnisch hergestellte Zwischendeckerhöhung 16 zwischen einer Einlassöffnung 10E und/oder einer Auslassöffnung 10A und der Überströmöffnung 14 angeordnet sein. Fig. 1 und Fig. 2 zeigen eine Ausführung, bei der eine ringförmig und konzentrisch um die Überströmöffnung 14 und die Aufnahmehülse 8 angeordnete Zwischendeckerhöhung 16 zwischen den Auslassöffnungen 10A bzw. Einlassöffnungen 10E und der Überströmöffnung 14 vorgesehen ist. Die Position der Zwischendeckerhöhung 16 ist durch strichlierte Linien in Fig. 2 angedeutet. Die Zwischendeckerhöhung 16 verbindet eine vertikale Stützstruktur 18 des Zylinderkopfes 1 mit dem Zwischendeck 6. Dadurch kann die Struktursteifigkeit des Zylinderkopfes 1 erhöht werden. Die vertikale Stützstruktur 18 verbindet innerhalb des Zylinderkopfes 1 in vertikaler Richtung das Öldeck 19 mit dem Feuerdeck 4 und erstreckt sich zwischen den Ventilführungen und/oder den der Einlass- 10E und Auslassöffnungen 10A und der Überströmöffnung 14.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, weist die Zwischendeckerhöhung 16 im Ausführungsbeispiel auf einer an die Überströmöffnung 14 grenzenden Innenseite im Bereich einer die dem Zwischendeck 6 abgewandten Oberseite eine Einlauffase 17 auf, um die Strömungsverluste beim Strömungsübertritt zwischen dem oberen Kühlraum 5 und dem unteren Kühlraum 4 zu minimieren.
Durch die Zwischendeckerhöhungen 16 wird die Kühlstrecke in Richtung der Zylinderachse 2a verlängert und die Kühlwasserströmung in Richtung des Feuerdecks 4 verbessert. Weiters wird durch die Zwischendeckerhöhung 16 die Struktursteifigkeit erhöht.
Die Überströmöffnung 14 kann zumindest eine Ausbuchtung 15 im Bereich einer Ventilbrücke, beispielsweise der Auslassventilbrücke 12, aufweisen, um den Durchfluss der zwischen dem oberen Kühlraum 5 und dem unteren Kühlraum 4 übertretenden Kühlmittelmenge zu erhöhen und damit die Wärmeabfuhr zu verbessern. Die Ausbuchtung 15 ist in Fig. 3 durch strichliert Linien angedeutet. Zwischendeckerhöhung und vertikale Stützstruktur sind in Fig. 3 nicht dargestellt.
Der Zylinderkopf 1 weist ein sogenanntes Top-Down Kühlkonzept auf. Als Top- Down-Kühlkonzept wird ein Kühlkonzept bezeichnet, bei dem zuerst der feuerdeckfernere obere Kühlraum 5 und dann erst der feuerdecknahe untere Kühlraum 4 vom Kühlmittel durchströmt wird.
Die Kühlflüssigkeit strömt im Zylinderkopf 2 gemäß den Pfeilen P im oberen Kühlraum 5 radial Richtung Aufnahmehülse 8 und gelangt über den exzentrisch ausgebildeten Überströmkanal 9 in den unteren Kühlraum 4. Dabei wird die Aufnahmehülse 8 und der von der Aufnahmehülse 8 aufgenommene Bauteil 80 gekühlt. Das Kühlmittel strömt dabei durch die Brückenkanäle 41, 42, 43 des unteren Kühlraumes 4 radial nach außen, wobei die thermisch kritischen Bereiche der Auslassventilbrücke 12, aber auch die Einlassventilbrücke 11 und Einlass-/Auslassven- tilbrücken 13 gekühlt werden (Fig. 1). Durch die exzentrische Form des Überströmkanals 9 strömt wesentlich mehr Kühlmittel auf der Auslassseite A durch den Überströmkanal 9 vom oberen Kühlraum 5 in den unteren Kühlraum 4 als auf der Einlassseite E.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E Flüssigkeitsgekühlter Zylinderkopf (1) für eine Brennkraftmaschine mit einem Top-Down-Kühlkonzept, insbesondere mit mehreren Zylindern (2), mit einem an ein Feuerdeck (3) grenzenden unteren Kühlraum (4) und einem oberen Kühlraum (5), welcher durch ein Zwischendeck (6) vom unteren Kühlraum (4) getrennt ist, und welcher vom Feuerdeck (3) überwiegend weiter entfernt ist als der untere Kühlraum (4), wobei der untere Kühlraum (4) und der obere Kühlraum (5) im Bereich einer mittig in Bezug auf den Zylinder (2) - vorzugsweise konzentrisch oder parallel zur Zylinderachse (2a) - angeordneten Aufnahmehülse (8) für einen zentral in einen Brennraum (7) mündenden Bauteil (8) über zumindest einen durch eine Überströmöffnung (14) und die Aufnahmehülse (8) gebildeten ringförmigen Überströmkanal (9) im Zwischendeck (6) miteinander strömungsverbunden sind, wobei ein Durchmesser (D) der im Wesentlichen kreisförmigen Überströmöffnung (14) größer ist als ein äußerer Durchmesser (d) der Aufnahmehülse (8), mit einer Einlasskanalanordnung mit zumindest zwei in den Brennraum (7) mündenden Einlassöffnungen (10E) und einer Auslasskanalanordnung mit zumindest zwei in den Brennraum (7) mündenden Auslassöffnungen (10A), dadurch gekennzeichnet, dass die Überströmöffnung (14) exzentrisch in Bezug auf die Aufnahmehülse (8) angeordnet ist, wobei eine durch einen Mittelpunkt (M) der Überströmöffnung (14) verlaufende Mittelachse (14a) der Überströmöffnung (14) von der Hülsenachse (8a) der Aufnahmehülse (8) beabstandet ist, wobei vorzugsweise die Mittelachse (14a) der Überströmöffnung (14) und die Hülsenachse (8a) parallel zueinander angeordnet sind. Zylinderkopf (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (a) zwischen der Hülsenachse (8a) und der Mittelachse (14a) der Überströmöffnung (14) geringer ist als ein halber äußerer Durchmesser (d) der Aufnahmehülse (8), vorzugsweise geringer als ein Viertel des halben äußeren Durchmessers (d) der Aufnahmehülse (8). Zylinderkopf (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Überströmöffnung (14) des Überströmkanals (9) durch spanende Bearbeitung des Zwischendecks (6) gebildet ist. Zylinderkopf (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischendeck (6) zumindest eine Zwischendeckerhöhung (16) im Bereich der Überströmöffnung (14) aufweist. Zylinderkopf (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die vorzugsweise gusstechnisch hergestellte Zwischendeckerhöhung (16) zwischen Einlassöffnungen (10E), Auslassöffnungen (1OA) und der Überströmöffnung (14) angeordnet ist. Zylinderkopf (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischendeckerhöhung ringförmig ausgebildet und konzentrisch um die Überströmöffnung (14) angeordnet ist. Zylinderkopf (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischendeckerhöhung (16) auf einer an die Überströmöffnung (14) grenzenden Innenseite im Bereich einer die dem Zwischendeck (6) abgewandten Oberseite eine Einlauffase (17) aufweist. Zylinderkopf (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischendeckerhöhung (16) eine vertikale Stützstruktur (18) des Zylinderkopfes (1) mit dem Zwischendeck (6) verbindet. Zylinderkopf (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelachse (14a) der Überströmöffnung (14) auf der Auslassseite (A) angeordnet ist und/oder einer Auslassventilbrücke (12) zwischen zwei Auslassöffnungen (10A) näher angeordnet ist als einer Einlassventilbrücke (11) zwischen zwei Einlassöffnungen (10E). Zylinderkopf (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Überströmöffnung (14) zumindest eine Ausbuchtung (15) aufweist, wobei vorzugsweise die Ausbuchtung (15) im Bereich einer Auslassventilbrücke (12) angeordnet ist.
EP23761423.5A 2022-08-23 2023-08-23 Flüssigkeitsgekühlter zylinderkopf Pending EP4577734A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA50649/2022A AT526344B1 (de) 2022-08-23 2022-08-23 Flüssigkeitsgekühlter Zylinderkopf
PCT/AT2023/060285 WO2024040279A1 (de) 2022-08-23 2023-08-23 Flüssigkeitsgekühlter zylinderkopf

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4577734A1 true EP4577734A1 (de) 2025-07-02

Family

ID=87845815

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP23761423.5A Pending EP4577734A1 (de) 2022-08-23 2023-08-23 Flüssigkeitsgekühlter zylinderkopf

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20260055740A1 (de)
EP (1) EP4577734A1 (de)
CN (1) CN119768601A (de)
AT (1) AT526344B1 (de)
WO (1) WO2024040279A1 (de)

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5597146U (de) * 1978-12-28 1980-07-05
JP2508579Y2 (ja) * 1987-12-28 1996-08-28 いすゞ自動車株式会社 ４弁式気筒のシリンダヘッド
AT6654U1 (de) * 2002-10-31 2004-01-26 Avl List Gmbh Zylinderkopf für eine flüssigkeitsgekühlte mehrzylinder-brennkraftmaschine
AT508830B1 (de) * 2010-07-08 2012-03-15 Avl List Gmbh Zylinderkopf für eine flüssigkeitsgekühlte brennkraftmaschine
US10001078B2 (en) * 2014-09-22 2018-06-19 Deere & Company Engine cooling system
AT518998B1 (de) * 2016-12-07 2018-03-15 Avl List Gmbh Zylinderkopf
DE102018116973B4 (de) * 2018-07-13 2025-06-05 Man Truck & Bus Se Flüssigkeitsgekühltes Kurbelgehäuse für eine Brennkraftmaschine
AT522060B1 (de) * 2019-01-23 2021-04-15 Avl List Gmbh Flüssigkeitsgekühlter zylinderkopf
AT522271B1 (de) * 2019-03-20 2021-02-15 Avl List Gmbh Brennkraftmaschine mit zumindest einem zylinder
CN114183270A (zh) * 2021-10-29 2022-03-15 东风商用车有限公司 一种多层水冷气缸盖

Also Published As

Publication number Publication date
WO2024040279A1 (de) 2024-02-29
CN119768601A (zh) 2025-04-04
AT526344A4 (de) 2024-02-15
AT526344B1 (de) 2024-02-15
US20260055740A1 (en) 2026-02-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10202661B4 (de) Zylinderkopf für mehrere Zylinder
DE68925292T2 (de) Kühlsystem für eine Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern
DE10350394B4 (de) Zylinderkopf für eine flüssigkeitsgekühlte Mehrzylinder-Brennkraftmaschine
EP3333398B1 (de) Zylinderkopf
AT510857A4 (de) Flüssigkeitsgekühlte brennkraftmaschine
EP1775455B1 (de) Selbstzündende Brennkraftmaschine mit Brennräumen für hohe Zünddrücke
EP2927439A1 (de) Hydraulikventil für einen Schwenkmotorversteller einer Nockenwelle
WO2014048938A1 (de) Brennkraftmaschine mit einem für mehrere zylinder gemeinsam ausgebildeten zylinderkopf
DE10222078A1 (de) Mehrzylindermotor
EP0819837B1 (de) Kühlkreislauf einer Brennkraftmaschine
WO2005042955A2 (de) Brennkraftmaschine
AT526344B1 (de) Flüssigkeitsgekühlter Zylinderkopf
DE10060682B4 (de) Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine
EP0515925B1 (de) Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine
DE69519326T2 (de) Brennkraftmaschine
DE69806644T2 (de) Zylinderkopf für eine verbrennungskraftmaschine
DE112010002530B4 (de) Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine mit radialen Kühlkanälen
EP4308806B1 (de) Flüssigkeitsgekühlte brennkraftmaschine
AT528520B1 (de) Brennkraftmaschine
AT526527B1 (de) Flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine
EP3921534B1 (de) Dichthülse und dichtanordnung mit dichthülse
DE1576719A1 (de) Brennkraftmaschinen-Zylinderkopf
DE102022119046A1 (de) Drosselvorrichtung zum Begrenzen eines Ölflusses in einem Leitungselement einer Verbrennungskraftmaschine, Anordnung sowie Baukastensystem
AT414023B (de) Zylinderkopf für eine flüssigkeitsgekühlte brennkraftmaschine
WO2016145467A1 (de) Brennkraftmaschine mit zumindest einem zylinder

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20250217

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC ME MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

P01 Opt-out of the competence of the unified patent court (upc) registered

Free format text: CASE NUMBER: UPC_APP_3279_4577734/2025

Effective date: 20250813

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)