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DE10141534A1 - Zylinderkopf einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine mit innen liegenden Auslasskanälen - Google Patents

Zylinderkopf einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine mit innen liegenden Auslasskanälen

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Publication number
DE10141534A1
DE10141534A1 DE10141534A DE10141534A DE10141534A1 DE 10141534 A1 DE10141534 A1 DE 10141534A1 DE 10141534 A DE10141534 A DE 10141534A DE 10141534 A DE10141534 A DE 10141534A DE 10141534 A1 DE10141534 A1 DE 10141534A1
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DE
Germany
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outlet
cylinder
combustion engine
internal combustion
cylinder head
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DE10141534A
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English (en)
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Inventor
Toshihiro Akiwa
Masayuki Takahashi
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.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Abstract

In einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine (1), deren Zylinderkopf (6) innen liegende Abgaskanäle (17) sowie einen Zusammenflussbereich (21) definiert, in den die Abgaskanäle (17) zusammenlaufen, sind ein oberer Wassermantel (31U) und ein unterer Wassermantel (32L) über und unter den Auslasskanälen (17) definiert, wobei der untere Wassermantel (31L) ein größeres Volumen hat als der obere Wassermantel (31U). Somit kann die Kühlwirkung für den Zusammenflussbereich (21) verbessert werden, indem das Volumen des dem Zusammenflussbereich (21) benachbarten Teils des Wassermantels vergrößert wird. Weil ferner der obere Wassermantel (31U) ein relativ kleines Volumen hat, kann die Belastung der Kernteile, die den den oberen Wassermantel (31U) definierenden Kernteil stützen, reduziert werden, und kann die gesamte mechanische Festigkeit des Kerns verbessert werden. Indem die Wassermäntel (31U, 31L) zu dem Zusammenflussbereich (21) hin verlängert sind, kann die Kühlwirkung noch weiter verbessert werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine, deren Zylinderkopf innen liegende Auslasskanäle und obere und untere Wassermäntel über und unter den Auslasskanälen definiert.
Eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine, deren Zylinderkopf innen liegende Auslasskanäle und obere und untere Wassermäntel über und unter den Abgaskanälen definiert, wurde in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2000-161132 im Namen des Anmelders dieser Anmeldung vorgeschla­ gen. In diesem Vorschlag erstreckten sich die Achslinien der Auslasskanäle im Wesentlichen orthogonal zu den Zylinderachslinien, um die vertikale Abmessung des Zylinderkopfs zu minimieren.
Je größer jedoch die Leistung der Brennkraftmaschine ist oder je größer der Hubraum der Brennkraftmaschine ist, desto strenger werden die Anforde­ rungen an die Kühlung der Maschine. Daher erwies sich der herkömmliche Vorschlag als ungeeignet, dem Wunsch nach leistungsfähigeren größeren Brennkraftmaschinen nachzukommen.
Da ferner bei dem herkömmlichen Vorschlag die Verbindungskanäle, die die oberen und unteren Wassermäntel miteinander verbinden, jeweils zwischen den Auslassöffnungen der entsprechenden Zylinder vorgesehen waren, war es sehr schwierig, diese Kanäle zu vergrößern. Daher bildeten die Ver­ bindungskanäle einen großen Widerstand gegen den Kühlwasserstrom. Auch beim Gießen des Zylinderkopfs werden die Kernteile zur Formung der oberen und unteren Wassermäntel durch die Kernteile zur Formung der Verbindungskanäle gestützt, und die beschränkte Größe der Verbindungs­ kanäle verhinderte eine adäquate mechanische Festigkeit der Kernteile.
Hauptaufgabe der Erfindung ist es daher, eine Mehrzylinder-Brennkraftma­ schine anzugeben, die eine kompakte Auslasskrümmeranordnung im Inne­ ren ihres Zylinderkopfs aufweist, der mit einer günstigen Kühlwasserman­ telanordnung versehen ist.
Eine zweite Aufgabe der Erfindung ist es, eine Mehrzylinder-Brennkraftma­ schine anzugeben, die eine kompakte Auslasskrümmeranordnung im Inne­ ren ihres Zylinderkopfs aufweist, der in günstiger Weise durch Guss herge­ stellt werden kann.
Zumindest eine dieser Aufgaben wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine mit einem Zylinderkopf, der innen lie­ gende Abgaskanäle definiert, die sich von einer Mehrzahl von teilweise vom Zylinderkopf definierten Brennkammern erstrecken, wobei die Auslass­ kanäle in einen Zusammenflussbereich zusammenlaufen, der ebenfalls im Inneren des Zylinderkopfs definiert ist, worin: ein oberer Wassermantel und ein unterer Wassermantel über und unter den Auslasskanälen ausgebildet sind, wobei der untere Wassermantel ein größeres Volumen hat als der obere Wassermantel.
Die Kühlwirkung für den Zusammenflussbereich kann durch Vergrößern des Volumens des dem Zusammenflussbereich benachbarten Teils des Wasser­ mantels verbessert werden. Auch weil der obere Wassermantel ein relativ kleines Volumen hat, kann die Belastung auf die Kernteile, die den den oberen Wassermantel definierenden Kernteil stützt, reduziert werden, und die gesamte mechanische Festigkeit des Kerns kann verbessert werden. Indem man die Wassermäntel zu dem Zusammenflussbereich verlängert, kann die Kühlwirkung noch weiter verbessert werden.
Bevorzugt sind der Zusammenflussbereich und die Auslasskanäle zumin­ dest teilweise durch eine seitlich von dem Zylinderkopf abstehende Aus­ lasskanalwand definiert, die in einer zur Zylinderachslinie orthogonalen Ebene ein Bogenprofil definiert, wobei ein oberer Wassermantel und ein unterer Wassermantel über und unter dem Zusammenflussbereich ausgebil­ det sind, wobei seitliche Außenwände der oberen und unteren Wasser­ mäntel sich benachbart zur Auslasskanalwand erstrecken, wobei ein dick­ wandiger Abschnitt zwischen der Auslasskanalwand und zumindest einer der seitlichen Außenwände der oberen und unteren Wassermäntel ausgebil­ det ist.
Bevorzugt ist ein mit dem Zusammenflussbereich in Verbindung stehender Abgasauslass in der Mitte der Auslasskanalwand ausgebildet und ist der dickwandige Abschnitt mit einer Montagefläche verbunden, die um den Abgasauslass zum Anschluss eines Abgassystems herum definiert ist.
Wenn ein Verbindungskanal, der den oberen mit dem unteren Wasserman­ tel verbindet, zwischen den von benachbarten Zylindern kommenden Auslasspassagen ausgebildet ist, kann die mechanische Festigkeit der Kernteile, die jene zur Definierung der oberen und unteren Wassermäntel verbinden, erhöht werden, und dies trägt zu einer Zunahme der gesamten mechanischen Festigkeit des Kerns der Gießformanordnung zum Gießen des Zylinderkopfs bei.
Ferner kann ein Ölkanal im Inneren des Zylinderkopfs so definiert sein, dass zumindest ein Teil der Wassermäntel den Ölkanal umgibt. Dieser Ölkanal kann in einer vertikalen Wand ausgebildet sein, die im Inneren des Zylin­ derkopfs zwischen benachbarten Brennkammern ausgebildet ist. Bevorzugt können der Ölkanal und der Verbindungskanal gemeinsam in derselben vertikalen Wand ausgebildet sein.
Die Erfindung wird nun in Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Hierin ist:
Fig. 1 eine teilgeschnittene Vorderansicht einer die Erfindung enthal­ tenden Sechs-Zylinder-V-Maschine;
Fig. 2 eine Schnitt-Unteransicht von einem der Zylinderköpfe der in Fig. 1 gezeigten Maschine entlang einer Ebene, die durch die Mittellinien der Auslasskanäle 17 hindurchgeht;
Fig. 3 eine Schnittansicht entlang Linie III-III von Fig. 2;
Fig. 4 eine Schnittansicht entlang Linie IV-IV von Fig. 2; und
Fig. 5 eine Seitenansicht des in Fig. 2 gezeigten Zylinderkopfs.
Fig. 1 zeigt allgemein eine die Erfindung enthaltende Sechs-Zylinder-V-Maschine. Diese Maschine 1 umfasst einen Zylinderblock 4, der ein Kurbel­ gehäuse 2 und ein Paar von V-förmig angeordneten Zylinderbänken 3 definiert, eine Ölwanne 5, die an der Unterseite des Zylinderblocks 4 ange­ bracht ist, ein Paar von Zylinderköpfen 6, die an den jeweiligen Oberenden der Zylinderbänke 3 angebracht sind, sowie jeweils einen Kopfdeckel 7, der an der Oberseite jedes Zylinderkopfs 6 angebracht ist.
Jede Zylinderbank 3 enthält drei Zylinder 8, die in einer einzelnen Reihe angebracht sind, und in jedem Zylinder 8 ist ein Kolben 9 verschiebbar aufgenommen. Jeder Kolben 9 ist über eine Pleuelstange 11 mit einer Kurbelwelle 10 verbunden, die an dem Kurbelgehäuse 2 drehbar gelagert ist.
Der Zylinderkopf 6 jeder Zylinderbank 3 definiert drei Brennkammern 12 entsprechend den drei Zylindern 8, und jede Brennkammer 12 ist mit einem Paar von Einlassöffnungen versehen, die jeweils mit einem Einlassventil 14 versehen sind, sowie einem Paar von Auslassöffnungen, die jeweils mit einem Auslassventil 15 versehen sind. Die Einlassventile 14 und die Aus­ lassventile 15 werden durch eine Nockenwelle 13 betätigt, die mit der Kurbelwelle 10 gekoppelt ist. Ein jeder Brennkammer 12 entsprechender Teil des Zylinderkopfs 6 ist mit einer Zündkerze 18 ausgestattet, deren Elektrode in die Brennkammer 12 ragt.
Zwischen den gegenüberliegenden Seiten der Zylinderbänke 3 ist ein Ein­ lasskrümmer 19 vorgesehen, der mit Einlassöffnungen über Einlasskanäle 16 in Verbindung steht, die ins Innere der Brennkammer 12 führen. In dem Einlasskrümmer 19 sind Kraftstoffeinspritzventile 20 vorgesehen, um in die einzelnen Einlasskanäle 16 Kraftstoff einzuspritzen.
In den jeweiligen Zylinderköpfen 6 erstrecken sich Auslasskanäle 17 von den Auslassöffnungen der Brennkammer 12 nach außen und laufen an einem in jedem Zylinderkopf 6 definierten Zusammenflussbereich 21 zu­ sammen. Jeder Zusammenflussbereich 21 steht direkt mit einem Abgas­ auslass 26 in Verbindung, der sich in der Mitte an einer Seite des Zylin­ derkopfs 6 nach außen öffnet. Der Abgasauslass 26 ist von einem relativ dickwandigen, ringförmigen Teil umgeben, dessen Außenfläche eine Mon­ tagefläche 27 für einen Flansch 23 eines Katalysators 22 definiert. Daher definiert der Zylinderkopf 6 im inneren einen Auslasskrümmer, der die Auslasskanäle 17 und den Zusammenflussbereich 21 einschließt. Ein Sauerstoffsensor 24 durchsetzt eine Oberwand des Zylinderkopfs 6, die sich über dem Zusammenflussbereich 21 befindet. Dieser Sauerstoffsensor 24 ist mit einem Erfassungsteil versehen, der mittig in dem Zusammen­ flussbereich 21 angeordnet ist, um den Abgasstrom aus den Brennkam­ mern 12 gleichmäßig zu kontaktieren.
Der Abstand A zwischen den Außenenden der Sauerstoffsensoren 24, die in den entsprechenden Zylinderbänken 3 vorgesehen sind, ist kleiner als der Abstand B zwischen den Außenenden der Katalysatoren 22 der entspre­ chenden Zylinderbänke 3 (A < B). Anders gesagt, ein Außenprofil des Sauerstoffsensors ist weiter innen angeordnet als ein Außenprofil des Katalysators. Im Ergebnis wird der äußerste Teil des seitlichen Profils der Maschine durch die Katalysatoren 22 definiert, so dass die Sauerstoff­ sensoren 24 vor Beschädigungen geschützt sind, die durch Auftreffen von Fremdkörpern während des Transports und der Montagearbeit verursacht werden könnten, auch ohne irgendwelche Schutzmaßnahmen.
Im Folgenden wird der Zylinderkopf 6 im näheren Detail anhand von Fig. 2 beschrieben, die einen Schnitt des Zylinderkopfs 6 eines der Zylinderbänke (beispielsweise der rechten Zylinderbank) zeigt, entlang einer Ebene, die durch die Mittellinien der Auslasskanäle 17 hindurchgeht.
Jeder Einlasskanal 16 ist in zwei Abschnitte verzweigt, die direkt mit den Einlassöffnungen für jede Brennkammer 12 verbunden sind, und die Ein­ lassenden des Einlasskanals 16 öffnen sich in die Einlassseite des Zylin­ derkopfs 6. An der Einlassseite des Zylinderkopfs 6 sind vier vertikale Wände im Inneren innerhalb des Zylinderkopfs zwischen benachbarten Brennkammern und in den beiden Enden der Zylinderbank 3 definiert. Eine Zylinderkopfbolzenöffnung 25 ist in diese vertikalen Wände so gebohrt, dass ein entsprechender von vier Zylinderkopfbolzen hindurchgeht, die zum Verbinden des Zylinderkopfs 6 mit dem Zylinderblock 4 verwendet werden.
Die Auslassöffnungen für jeden Zylinder sind voneinander durch eine ver­ tikale Wand getrennt und münden in den entsprechenden Auslasskanal 17. Der Auslasskanal 17 der mittleren Brennkammer 12 erstreckt sich ge­ radeaus durch den Zusammenflussbereich 21 zu dem gemeinsamen Abgas­ auslass 26. Die Auslassseite des Zylinderkopfs 6 ist durch eine Auslass­ kanalwand 33 definiert, die ein Bogenprofil in einer Ebene orthogonal zu einer Zylinderachslinie definiert. Die Auslasskanäle 17 der am jeweiligen axialen Ende der Zylinderbank 3 befindlichen Brennkammern erstrecken sich entlang der Innenseite des entsprechenden Teils der Auslasskanalwand 33. Die Nummer 21a bezeichnet ein stromabwärtiges Ende des jeweiligen Auslasskanals 17, der vom am jeweiligen axialen Ende der Zylinderbank befindlichen Zylinder kommt und sich in den Zusammenflussbereich 21 öffnet. Ein Paar vertikaler Wände 28 ist im Inneren an der Auslassseite des Zylinderkopfs 6 so ausgebildet, dass sie die Auslasskanäle voneinander trennen. Anders gesagt, die drei Auslasskanäle 16 jeder Zylinderbank sind im Wesentlichen durch die vertikalen Wände 28 und die Abgaskanalwand 33 definiert.
Jede dieser vertikalen Wände 28 ist mit einem Zylindlerkopfbolzenaufnah­ meloch 25 und einem Ölrücklaufkanal 29 ausgebildet, um das Innere des Zylinderkopfdeckels 7 mit dem Inneren des Kurbelgehäuses 2 zu verbinden. Jeder axiale Endabschnitt der bogenförmigen Auslasskanalwand 33 ist mit einem Zylinderkopfbolzenaufnahmeloch 25 und einen Ölrücklaufkanal 29 ausgebildet. Diese Zylinderkopfbolzenaufnahmelöcher 25 und Ölrücklaufka­ näle 29 können auch durch Bohren hergestellt sein.
Weil alle dieser Ölrücklaufkanäle 29 benachbart zu den Auslasskanälen 17 ausgebildet sind, kann sich das Schmieröl nach dem Start der Maschine schnell aufwärmen und kann die für das Aufwärmen der Maschine benö­ tigte Zeitdauer verkürzt werden. Mittig in dem Zusammenflussbereich 21 ist ein Montageloch 30 für den Sauerstoffsensor 24 ausgebildet.
Zu den Fig. 3 und 4. Der Zylinderkopf 6 ist mit einem Wassermantel 31 versehen, der sich über und unter die Abgaskanäle 17 sowie über jede Brennkammer 12 erstreckt. Der Außenumfang der oberen und unteren Wassermäntel 31U und 31L erstreckt sich allgemein entlang der bogenför­ migen Kontur der seitlichen Außenwand oder der Auslasskanalwand 33 des Zylinderkopfs 6, erstreckt sich jedoch seitlich nicht ganz so weit wie die bogenförmige Auslasskanalwand 33 des Zylinderkopfs 6. In dieser Aus­ führung erstrecken sich die Auslasskanäle 17 entlang einer nach oben geneigten Ebene, gesehen in Richtung des Abgasstroms.
Wenn man den äußeren Endwänden 32 der oberen und unteren Wasser­ mäntel 31 und demjenigen Teil der Abgaskanalwand 33, die dem Abgaszu­ sammenflussbereich 21 entspricht, eine gleichmäßige Wanddicke geben würde, dann ergäbe dies eine Vertiefung 34 (in Fig. 3 mit den strichpunk­ tierten Linien angegeben) entlang jedem der oberen und unteren Enden der Auslasskanalwand 33. Jedoch sind in dieser Ausführung die jeweiligen äußeren Endwände 32 der oberen und unteren Wassermäntel 31 und die Auslasskanalwand 33 durch Verbindungswände 40 verbunden, und das Außenprofil der Auslassseite des Zylinderkopfs 6 bietet eine allgemein glatte Oberfläche ohne solche Vertiefungen. Die Verbindungswände 40 vergrößern die effektive Wanddicke des Außenumfangsteils des Zylinder­ kopfs 6 und können sowohl die Steifigkeit als auch die Wärmeleitfähigkeit des Zusammenflussbereichs 21 vergrößern, ohne die Außendimensionen des Zylinderkopfs 6 zu vergrößern.
Wie in Fig. 5 gezeigt, sind die Verbindungswände 40 integral mit vier Ansätzen 35 verbunden, die jeweils mit einem Gewindeloch zur Aufnahme eines Gewindebolzens versehen sind, um den Katalysator 22 zu befestigen. Die vier Ansätze 35 sind wiederum integral mit der ringförmigen dicken Wand verbunden, die den Abgasauslass 26 umgibt. Daher tragen die Verbindungswände 40 gemeinsam mit der ringförmigen dicken Wand dazu bei, die Steifigkeit der Montageflächen 27 für den Katalysator zu erhöhen. Ferner ist das Loch 30 zur Aufnahme des Sauerstoffsensors 24 zwischen den zwei oberen Ansätzen 35 ausgebildet. Dies ermöglicht eine Montage des Sauerstoffsensors 24, ohne besondere Vorsorge zu treffen oder die Außendimensionen des Zusammenflussbereichs 21 zu vergrößern.
Die Tangentialfläche des Bodens der Auslasskanäle 17 bildet einen stump­ fen Winkel AG relativ zur Zylinderachslinie, gesehen von der Kurbelweile her, wie in Fig. 4 gezeigt. Der Teil des unteren Wassermantels 31L, der sich unter den Auslasskanälen 17 befindet, besitzt eine untere Wand, die eine konstante Dicke aufweist und sich parallel zur Dichtfläche 36 des Zylinderkopfs 6 mit dem Zylinderblock 4 erstreckt. Daher ist die Höhe des unteren Wassermantels 31L in dem von der Brennkammer 12 entfernten Teil größer als in dem der Brennkammer 12 benachbarten Teil (C < D). Auch hat der untere Wassermantel 31L, der sich unter den Abgaskanälen 17 befindet, eine größere Kapazität als der obere Wassermantel 31U, der sich über den Abgaskanälen 17 befindet. Die oberen und unteren Wassermäntel 31U und 31L erstrecken sich von dem mittleren Teil des Zylinderkopfs 6 am jeweiligen Querende zumindest über das stromabwärtige Ende 21a hinaus, an dem jeder von der Brennkammer 12 kommende Auslasskanal 17 an jedem axialen Ende in den Zusammenflussbereich 21 mündet.
Daher erhalten die Wassermäntel, insbesondere der untere Wassermantel 31L, eine große Kühlwasserkapazität in dem Bereich, der dem Außenum­ fangsteil des Zusammenflussbereichs 21 entspricht, der zu hohen Tempera­ turen neigt. Daher erlaubt diese Ausführung eine Verbesserung der Kühl­ wirkung der Auslasskanäle 17, ohne die kompakte Konstruktion der Ma­ schine zu beeinträchtigen. Weil die Aufwärtsneigung der Auslasskanäle 17 die Dicke der Oberwand des Zusammenflussbereichs minimiert, kann auch die notwendige Länge des Sauerstoffsensors minimiert werden.
Der obere Wassermantel 31U erstreckt sich jederseits des Sauerstoffsen­ sors 24 oder ist, anders gesagt, mit einem halbkreisförmigen Profil an seinem Außenende versehen, so dass er den Sauerstoffsensor 24 teilweise umgibt. Daher wird der Sauerstoffsensor 24 nahe an der Brennkammer angeordnet, um eine kompakte Konstruktion des Zylinderkopfs zu ermögli­ chen. Ferner kann ein übermäßiges Erhitzen des Sauerstoffsensors ver­ mieden werden, indem das Kühlwasser nahe dem Sauerstoffsensor zirku­ liert.
Die oberen und unteren Wassermäntel 31U und 31L stehen miteinander durch einen Verbindungskanal 37 in Verbindung, der in jeder der vertikalen Wände 28 ausgebildet ist, die zwischen benachbarten Trennkammern ausgebildet sind, sowie durch einen Verbindungskanal 38, der in einer kleinen vertikalen Wand vorgesehen ist, die die zwei Auslassöffnungen jeder Brennkammer 12 voneinander trennt. In jeder der vertikalen Wände 28, die zwischen benachbarten Brennkammern ausgebildet sind, erstreckt sich der Ölrücklaufkanal 29 unmittelbar neben dem Verbindungskanal 37, so dass der übermäßige Temperaturanstieg des Schmieröls vermieden werden kann und die Qualität des Schmieröls über eine verlängerte Zeit­ dauer erhalten bleibt. Der Ölrücklaufkanal 29 und der Verbindungskanal 37 führen auch zu keiner Zunahme der axialen Abmessung des Zylinderkopfs, weil sie bequemerweise in den zwischen den benachbarten Zylinderköpfen ausgebildeten Wänden 28 ausgebildet sind.
Wenn ein relativ großer Wassermantel in dem Zylinderkopf geformt werden soll, ist es erforderlich, den Kern, der beim Gießen des Zylinderkopfs ver­ wendet wird, stabil abzustützen. Insbesondere ist es erwünscht, jene Kernteile, die die oberen und unteren Wassermäntel definieren, durch Verbindungsabschnitte zu verbinden, die eine adäquate Querschnittsfläche aufweisen. In diesem Fall könnten die Kernteile, die den Verbindungskanal zwischen den Auslassöffnungen jeder Brennkammer definieren, keine ausreichende Steifigkeit zur Verbindung der Kernteile ergeben, die die oberen und unteren Wassermäntel 31U und 31L definieren. In dieser Aus­ führung sind die zusätzlichen Verbindungskanäle 37 zwischen benach­ barten Brennkammern ausgebildet, und die diese Verbindungskanäle defi­ nierenden Kernteile bieten eine zusätzliche Stütze für den Zusammenhalt des Kerns. Da ferner der obere Wassermantel 31U wesentlich kleiner ist als der untere Wassermantel 31L, wird die auf jene Kernteile einwirkende Last, welche die die oberen und unteren Wassermäntel 31U und 31L definieren­ den Kernteile verbinden, wesentlich reduziert.
Auch beim Anordnen der Kernteile für die Auslasskanäle zwischen den Kernteilen für die oberen und unteren Wassermäntel ist es erforderlich, jegliche Störungen zwischen diesen Kernteilen in der Kurbelwellenachs­ richtung zu vermeiden. Jedoch wird dies durch diese Anordnung ohne jede Schwierigkeit erreicht.
In einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine (1), deren Zylinderkopf (6) innen liegende Abgaskanäle (17) sowie einen Zusammenflussbereich (21) defi­ niert, in den die Abgaskanäle (17) zusammenlaufen, sind ein oberer Was­ sermantel (31U) und ein unterer Wassermantel (32L) über und unter den Auslasskanälen (17) definiert, wobei der untere Wassermantel (31L) ein größeres Volumen hat als der obere Wassermantel (31U). Somit kann die Kühlwirkung für den Zusammenflussbereich (21) verbessert werden, indem das Volumen des dem Zusammenflussbereich (21) benachbarten Teils des Wassermantels vergrößert wird. Weil ferner der obere Wassermantel (31U) ein relativ kleines Volumen hat, kann die Belastung der Kernteile, die den den oberen Wassermantel (31U) definierenden Kernteil stützen, reduziert werden, und kann die gesamte mechanische Festigkeit des Kerns verbes­ sert werden. Indem die Wassermäntel (31U, 31L) zu dem Zusammenfluss­ bereich (21) hin verlängert sind, kann die Kühlwirkung noch weiter ver­ bessert werden.

Claims (25)

1. Mehrzylinder-Brennkraftmaschine mit einem Zylinderkopf (6), der innen liegende Abgaskanäle (17) definiert, die sich von einer Mehr­ zahl von teilweise vom Zylinderkopf (6) definierten Brennkammern (12) erstrecken, wobei die Auslasskanäle (17) in einen Zusammen­ flussbereich (21) zusammenlaufen, der ebenfalls im Inneren des Zylinderkopfs (6) definiert ist, worin:
ein oberer Wassermantel (31U) und ein unterer Wassermantel (31L) über und unter den Auslasskanälen (17) ausgebildet sind, wobei der untere Wassermantel (31L) ein größeres Volumen hat als der obere Wassermantel (32U).
2. Mehrzylinder-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet,
dass der Zusammenflussbereich (21) und die Auslasska­ näle (17) zumindest teilweise durch eine seitlich von dem Zylinder­ kopf (6) abstehende Auslasskanalwand (33) definiert sind, die in einer zur Zylinderachslinie orthogonalen Ebene ein Bogenprofil defi­ niert, und
dass sich seitliche Außenwände (32) der oberen und unteren Wassermäntel (31U, L) benachbart zur Auslasskanalwand (33) er­ strecken, wobei ein dickwandiger Abschnitt (40) zwischen der Aus­ lasskanalwand (33) und zumindest einer der seitlichen Außenwände (32) der oberen und unteren Wassermäntel (31U, L) ausgebildet ist.
3. Mehrzylinder-Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der dickwandige Abschnitt (40) aus einem schmalen Streifen besteht, der im Wesentlichen parallel zur Kurbelwelle der Maschine entlang dem Bogenprofil verläuft.
4. Mehrzylinder-Brennkraftmaschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit dem Zusammenflussbereich (21) in Verbindung stehender Abgasauslass (26) in der Mitte der Auslass­ kanalwand (33) ausgebildet ist und dass der dickwandige Abschnitt (40) mit einer Montagefläche (27) verbunden ist, die um den Abgas­ auslass (26) herum zum Anschluss eines Abgassystems (22) defi­ niert ist.
5. Mehrzylinder-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet,
dass der Zusammenflussbereich (21) und die Auslasska­ näle (17) zumindest teilweise durch eine seitlich von dem Zylinder­ kopf (6) abstehende Auslasskanalwand (33) definiert sind, die in einer zur Zylinderachslinie orthogonalen Ebene ein Bogenprofil defi­ niert und
dass die Auslasskanalwand (33) und die seitliche Außenwand (32) ein im Wesentlichen konformes Außenprofil an der zur Zylinder­ achslinie orthogonalen Ebene definieren und gemeinsam eine im Wesentlichen glatte Außenfläche definieren.
6. Mehrzylinder-Brennkraftmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der dickwandige Abschnitt (40) aus einem schmalen Streifen besteht, der im Wesentlichen parallel zur Kurbelwelle der Maschine entlang dem Bogenprofil verläuft.
7. Mehrzylinder-Brennkraftmaschine nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit dem Zusammenflussbereich (21) in Verbindung stehender Abgasauslass (26) in der Mitte der Auslass­ kanalwand (33) ausgebildet ist und dass der dickwandige Abschnitt (40) mit einer Montagefläche (27) verbunden ist, die um den Abgas­ auslass (26) zum Anschluss eines Abgassystems (22) herum defi­ niert ist.
8. Mehrzylinder-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen im Inneren des Zylinderkopfs (6) definierten Ölkanal (29), wobei zumindest ein Teil der Wassermäntel (31U, L) den Ölkanal (29) umgibt.
9. Mehrzylinder-Brennkraftmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der Ölkanal (29) in einer vertikalen Wand ausgebildet ist, die im Inneren des Zylinderkopfs (6) zwischen benachbarten Brennkammern (12) ausgebildet ist.
10. Mehrzylinder-Brennkraftmaschine mit einem Zylinderkopf (6), der innen liegende Abgaskanäle (17) definiert, die sich von einer Mehr­ zahl von teilweise vom Zylinderkopf (6) definierten Brennkammern (12) erstrecken, wobei die Auslasskanäle (17) in einen Zusammen­ flussbereich (21) zusammenlaufen, der ebenfalls im Inneren des Zylinderkopfs (6) definiert ist, worin:
ein oberer Wassermantel (31U) und ein unterer Wassermantel (31L) über und unter den Auslasskanälen (17) ausgebildet sind, und dass sich zumindest einer der Wassermäntel (31U, 31L) bis zu dem Zusammenflussbereich (21) erstreckt.
11. Mehrzylinder-Brennkraftmaschine nach Anspruch 10, dadurch ge­ kennzeichnet,
dass der Zusammenflussbereich (21) und die Auslass­ kanäle (17) zumindest teilweise durch eine seitlich von dem Zylin­ derkopf (6) abstehende Auslasskanalwand (33) definiert sind, die in einer zur Zylinderachslinie orthogonalen Ebene ein Bogenprofil defi­ niert, und
dass sich seitliche Außenwände (32) der oberen und unteren Wassermäntel (31U, L) benachbart zur Auslasskanalwand (33) er­ strecken, wobei ein dickwandiger Abschnitt (40) zwischen der Aus­ lasskanalwand (33) und zumindest einer der seitlichen Außenwände (32) der oberen und unteren Wassermäntel (31U, L) ausgebildet ist.
12. Mehrzylinder-Brennkraftmaschine nach Anspruch 11, dadurch ge­ kennzeichnet, dass der dickwandige Abschritt (40) aus einem schmalen Streifen besteht, der im Wesentlichen parallel zur Kurbel­ welle der Maschine entlang dem Bogenprofil verläuft.
13. Mehrzylinder-Brennkraftmaschine nach Anspruch 11 oder 12, da­ durch gekennzeichnet, dass ein mit dem Zusammenflussbereich (21) in Verbindung stehender Abgasauslass (26) in dler Mitte der Auslass­ kanalwand (33) ausgebildet ist und dass der dickwandige Abschnitt (40) mit einer Montagefläche (27) verbunden ist, die um den Abgas­ auslass (26) herum zum Anschluss eines Abgassystems (22) defi­ niert ist.
14. Mehrzylinder-Brennkraftmaschine nach Anspruch 10, dadurch ge­ kennzeichnet,
dass der Zusammenflussbereich (21) und die Auslass­ kanäle (17) zumindest teilweise durch eine seitlich von dem Zylin­ derkopf (6) abstehende Auslasskanalwand (33) definiert sind, die in einer zur Zylinderachslinie orthogonalen Ebene ein Bogenprofil defi­ niert und
dass die Auslasskanalwand (33) und die seitliche Außenwand (32) ein im Wesentlichen konformes Außenprofil an der zur Zylinder­ achslinie orthogonalen Ebene definieren und gemeinsam eine im Wesentlichen glatte Außenfläche definieren.
15. Mehrzylinder-Brennkraftmaschine nach Anspruch 14, dadurch ge­ kennzeichnet, dass der dickwandige Abschnitt (40) aus einem schmalen Streifen besteht, der im Wesentlichen parallel zur Kurbel­ welle der Maschine entlang dem Bogenprofil verläuft.
16. Mehrzylinder-Brennkraftmaschine nach Anspruch 14 oder 15, da­ durch gekennzeichnet, dass ein mit dem Zusammenflussbereich (21) in Verbindung stehender Abgasauslass (26) in der Mitte der Auslass­ kanalwand (33) ausgebildet ist und dass der dickwandige Abschnitt (40) mit einer Montagefläche (27) verbunden ist, die um den Abgas­ auslass (26) herum zum Anschluss eines Abgassystems (22) defi­ niert ist.
17. Mehrzylinder-Brennkraftmaschine nach Anspruch 10, gekennzeich­ net durch einen im Inneren des Zylinderkopfs (6) definierten Ölkanal (29), wobei zumindest ein Teil der Wassermäntel (31U, L) den Ölka­ nal (29) umgibt.
18. Mehrzylinder-Brennkraftmaschine nach Anspruch 17, dadurch ge­ kennzeichnet, dass der Ölkanal (29) in einer vertikalen Wand ausge­ bildet ist, die im Inneren des Zylinderkopfs (E3) zwischen benach­ barten Brennkammern ausgebildet ist.
19. Mehrzylinder-Brennkraftmaschine mit einem Zylinderkopf (6), der innen liegende Abgaskanäle (17) definiert, die sich von einer Mehr­ zahl von teilweise vom Zylinderkopf (6) definierten Brennkammern (12) erstrecken, wobei die Auslasskanäle (17) in einen Zusammen­ flussbereich (21) zusammenlaufen, der ebenfalls im Inneren des Zylinderkopfs (6) definiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein oberer Wassermantel (31U) und ein unterer Wassermantel (31L) über und unter den Auslasskanälen (17) ausgebildet sind und ein Verbindungskanal (37), der die oberen und unteren Wassermäntel (31U, L) miteinander verbindet, zwischen den von benachbarten Zylindern kommenden Auslasskanälen (17) ausgebildet ist.
20. Mehrzylinder-Brennkraftmaschine nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,
dass der Zusammenflussbereich (21) und die Auslasskanäle (17) zumindest teilweise durch eine seitlich von dem Zylinderkopf (6) abstehende Auslasskanalwand (33) definiert sind, die in einer zur Zylinderachslinie orthogonalen Ebene ein Bogen­ profil definiert, und
dass sich seitliche Außenwände (32) der oberen und unteren Wassermäntel (31U, L) benachbart zur Auslasskanalwand (33) er­ strecken, wobei ein dickwandiger Abschnitt (40) zwischen der Aus­ lasskanalwand (33) und zumindest einer der seitlichen Außenwände (32) der oberen und unteren Wassermäntel (31U, L) ausgebildet ist.
21. Mehrzylinder-Brennkraftmaschine nach Anspruch 20, dadurch ge­ kennzeichnet, dass der dickwandige Abschnitt (40) aus einem schmalen Streifen besteht, der im Wesentlichen parallel zur Kurbel­ welle der Maschine entlang dem Bogenprofil verläuft.
22. Mehrzylinder-Brennkraftmaschine nach Anspruch 20 oder 21, da­ durch gekennzeichnet, dass ein mit dem Zusammenflussbereich (21) in Verbindung stehender Abgasauslass (26) in dler Mitte der Auslass­ kanalwand (33) ausgebildet ist und dass der dickwandige Abschnitt (40) mit einer Montagefläche (27) verbunden ist, die um den Abgas­ auslass (26) herum zum Anschluss eines Abgassystems (22) defi­ niert ist.
23. Mehrzylinder-Brennkraftmaschine nach Anspruch 19, dadurch ge­ kennzeichnet,
dass der Zusammenflussbereich (21) und die Auslass­ kanäle (17) zumindest teilweise durch eine seitlich von dem Zylin­ derkopf (6) abstehende Auslasskanalwand (33) definiert sind, die in einer zur Zylinderachslinie orthogonalen Ebene ein Bogenprofil defi­ niert und
dass die Auslasskanalwand (33) und die seitliche Außenwand (32) ein im Wesentlichen konformes Außenprofit an der zur Zylinder­ achslinie orthogonalen Ebene definieren und gemeinsam eine im Wesentlichen glatte Außenfläche definieren.
24. Mehrzylinder-Brennkraftmaschine nach Anspruch 23, dadurch ge­ kennzeichnet, dass der dickwandige Abschritt (40) aus einem schmalen Streifen besteht, der im Wesentlichen parallel zur Kurbel­ welle der Maschine entlang dem Bogenprofil verläuft.
25. Mehrzylinder-Brennkraftmaschine nach Anspruch 23 oder 24, da­ durch gekennzeichnet, dass ein mit dem Zusammenflussbereich (21) in Verbindung stehender Abgasauslass (26) in der Mitte der Auslass­ kanalwand (33) ausgebildet ist und dass der dickwandige Abschnitt (40) mit einer Montagefläche (27) verbunden ist, die um den Abgas­ auslass (26) zum Anschluss eines Abgassystems (22) herum defi­ niert ist.
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