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DE102009060179B4 - Method for producing a cylinder head with a water cooling system for cooling the combustion chambers and the exhaust outlet fluid path - Google Patents

Method for producing a cylinder head with a water cooling system for cooling the combustion chambers and the exhaust outlet fluid path Download PDF

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DE102009060179B4
DE102009060179B4 DE102009060179.1A DE102009060179A DE102009060179B4 DE 102009060179 B4 DE102009060179 B4 DE 102009060179B4 DE 102009060179 A DE102009060179 A DE 102009060179A DE 102009060179 B4 DE102009060179 B4 DE 102009060179B4
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fluid path
gas outlet
cooling
water jacket
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Franz-Josef Bielefeld
Manfred Kloft
Heiko Heuer
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Volkswagen AG
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Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Zylinderkopfes (1) eines Verbrennungsmotors (3), mit:- einer Vielzahl von Brennräumen (31) zum chemischen Umsetzen eines Kraftstoffs mit einer Frischluft unter Abgabe von Wärme und mechanischer Energie,- einem zumindest zwei der Vielzahl der Brennräume (31) zugeordneten gemeinsamen Abgasauslassfluidpfad (59), mittels dem bei der Umsetzung in den zumindest zwei Brennräumen (31) entstehende Abgase abführbar sind,- einer Wasserkühlung (5) zur Kühlung der Brennräume (31) und des Abgasauslassfluidpfads (59), wobei die Wasserkühlung (5) einen zumindest bereichsweise an eine Außenkontur (61) des Abgasauslassfluidpfads (59) angepassten Abgasauslasskühlfluidpfad (53) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinderkopf (1) mittels Gießen hergestellt wird, wobei ein Brennraumwassermantel (17) mittels eines zweiten Sandkerns (39) und ein Abgaswassermantel (15) mit dem Abgasauslasskühlfluidpfad (53) mittels eines ersten Sandkerns (37) ausgeformt werden, wobei der Abgasauslasskühlfluidpfad (53) den Abgasauslassfluidpfad (59) ringförmig umgibt.Method for producing a cylinder head (1) of an internal combustion engine (3), comprising: - a plurality of combustion chambers (31) for chemically reacting a fuel with fresh air while releasing heat and mechanical energy, - a common exhaust gas outlet fluid path (59) assigned to at least two of the plurality of combustion chambers (31), by means of which exhaust gases generated during the reaction in the at least two combustion chambers (31) can be discharged, - a water cooling system (5) for cooling the combustion chambers (31) and the exhaust gas outlet fluid path (59), wherein the water cooling system (5) has an exhaust gas outlet cooling fluid path (53) adapted at least in regions to an outer contour (61) of the exhaust gas outlet fluid path (59), characterized in that the cylinder head (1) is produced by casting, wherein a combustion chamber water jacket (17) is connected by means of a second sand core (39) and an exhaust gas water jacket (15) is connected to the exhaust gas outlet cooling fluid path (53) by means of a first sand core (37), wherein the exhaust gas outlet cooling fluid path (53) surrounds the exhaust gas outlet fluid path (59) in an annular manner.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Zylinderkopfes eines Verbrennungsmotors mit einer Vielzahl von Brennräumen zum chemischen Umsetzen eines Kraftstoffs mit einer Frischluft unter Abgabe von Wärme und mechanischer Energie, einem zumindest zwei der Vielzahl der Brennräume zugeordneten gemeinsamen Abgasauslassfluidpfad, mittels dem bei der Umsetzung in den zumindest zwei Brennräumen entstehende Abgase abführbar sind und einer Wasserkühlung zur Kühlung der Brennräume und des Abgasauslassfluidpfads.The invention relates to a method for producing a cylinder head of an internal combustion engine having a plurality of combustion chambers for chemically reacting a fuel with fresh air while releasing heat and mechanical energy, a common exhaust gas outlet fluid path assigned to at least two of the plurality of combustion chambers, by means of which exhaust gases generated during the reaction in the at least two combustion chambers can be discharged, and a water cooling system for cooling the combustion chambers and the exhaust gas outlet fluid path.

Zylinderköpfe eines Verbrennungsmotors sowie Verfahren zum Kühlen solcher Zylinderköpfe sind bekannt. Diese können einen integrierten Abgaskrümmer beziehungsweise eingegossene Auslasskanäle aufweisen, wobei eine Zusammenführung von Einzelkanälen jeweils zugeordneter Brennräume zu einem einzigen Kanal innerhalb des Zylinderkopfes selbst erfolgt. Der Zylinderkopf selbst enthält also eine zusätzliche Funktion des integrierten Abgaskrümmers. Der integrierte Abgaskrümmer sowie der Zylinderkopf können aus einem gemeinsamen Material, beispielsweise Aluminium, gefertigt sein. Für eine entsprechende Fertigung, beispielsweise mittels Gießen, kann ein den integrierten Auslasskrümmer formender Auslasskern durch einen Wassermantel des Zylinderkopfes eingelegt werden. Ferner ist es bekannt, dem einzigen Kanal einen Abgasturbolader zuzuordnen, beispielsweise mittels eines Flansches. Im Bereich des einzigen Kanals, des Flansches und des Abgasturboladers entstehen hohe Temperaturen.Cylinder heads of an internal combustion engine and methods for cooling such cylinder heads are known. These can have an integrated exhaust manifold or cast-in exhaust ports, with individual ports of associated combustion chambers being combined into a single port within the cylinder head itself. The cylinder head itself therefore contains an additional function of the integrated exhaust manifold. The integrated exhaust manifold and the cylinder head can be made of a common material, for example, aluminum. For corresponding production, for example by casting, an exhaust core forming the integrated exhaust manifold can be inserted through a water jacket of the cylinder head. It is also known to associate an exhaust gas turbocharger with the single port, for example by means of a flange. High temperatures arise in the area of the single port, the flange, and the exhaust gas turbocharger.

Die DE 10 2008 057 338 A1 offenbart einen solchen Zylinderkopf mit eingegossenem Abgaskrümmer, wobei ein gemeinsamer Kühlwassermantel zur gemeinsamen Kühlung von Brennräumen und Abgaskrümmers dient.The DE 10 2008 057 338 A1 discloses such a cylinder head with a cast-in exhaust manifold, wherein a common cooling water jacket serves for the joint cooling of combustion chambers and exhaust manifold.

Die DE 10 2007 012 089 A1 zeigt einen Zylinderkopf mit einem Kopfgussteil, dass einen Hauptkühlmantel definiert, der dazu dient, das Gehäusegussteil zu kühlen. Das Kopfgussteil definiert einen oberen und einen unteren Kühlmantel, die in einer Wärmeaustauschbeziehung mit einem Auslasskrümmer stehen.The DE 10 2007 012 089 A1 shows a cylinder head with a head casting that defines a main cooling jacket used to cool the cylinder head casting. The head casting defines upper and lower cooling jackets that are in heat exchange relationship with an exhaust manifold.

DE 10 2004 050 923 A1 offenbart einen Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine mit einem unteren Kühlmantel und einem oberen Kühlmantel und einem dazwischen angeordneten Auslasskrümmer. DE 10 2004 050 923 A1 discloses a cylinder head for an internal combustion engine having a lower cooling jacket and an upper cooling jacket and an exhaust manifold arranged therebetween.

Die DE 195 08 985 C1 offenbart einen Zylinderkopf für eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine, bei der ein Kühlwasserraum von einer Zwischendecke durchsetzt ist, die den Kühlwasserraum in einen oberen und einen unteren Kühlwasserraum trennt.The DE 195 08 985 C1 discloses a cylinder head for a liquid-cooled internal combustion engine in which a cooling water chamber is penetrated by an intermediate ceiling which separates the cooling water chamber into an upper and a lower cooling water chamber.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines Zylinderkopfes mit einem integrierten Abgaskrümmer mit einer verbesserten Kühlung zu ermöglichen, insbesondere falls dem integrierten Abgaskrümmer ein Abgasturbolader nachschaltbar ist.The object of the invention is to enable a method for producing a cylinder head with an integrated exhaust manifold with improved cooling, in particular if an exhaust gas turbocharger can be connected downstream of the integrated exhaust manifold.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1.The problem is solved by a method having the features of independent claim 1.

Bei einem Verfahren zum Kühlen eines Verbrennungsmotors mit einem Zylinderkopf mit einer Vielzahl von Brennräumen zum chemischen Umsetzen eines Kraftstoffs mit einer Frischluft unter Abgabe von Wärme und mechanischer Energie, einem zumindest zwei der Vielzahl der Brennräume zugeordneten gemeinsamen Abgasauslassfluidpfad, mittels dem bei der Umsetzung in den zumindest zwei Brennräumen entstehende Abgase abführbar sind und einer Wasserkühlung zur Kühlung der Brennräume und des Abgasauslassfluidpfads erfolgt ein zumindest bereichsweises Umspülen einer Außenkontur des Abgasauslassfluidpfads mit einem Kühlmedium der Wasserkühlung. Vorteilhaft kann eine besonders gleichmäßige Kühlung des Abgasauslassfluidpfads erreicht werden.In a method for cooling an internal combustion engine having a cylinder head with a plurality of combustion chambers for chemically reacting a fuel with fresh air while releasing heat and mechanical energy, a common exhaust gas outlet fluid path assigned to at least two of the plurality of combustion chambers, by means of which exhaust gases generated during the reaction in the at least two combustion chambers can be discharged, and a water cooling system for cooling the combustion chambers and the exhaust gas outlet fluid path, an outer contour of the exhaust gas outlet fluid path is flushed at least partially with a cooling medium of the water cooling system. Particularly uniform cooling of the exhaust gas outlet fluid path can advantageously be achieved.

Bei einer Ausführungsform des Verfahrens ist ein ringförmiges Umspülen der Außenkontur vorgesehen. Vorteilhaft kann die Außenkontur gänzlich und gleichförmig gekühlt werden.In one embodiment of the method, an annular flushing of the outer contour is provided. Advantageously, the outer contour can be cooled completely and uniformly.

Bei einem Zylinderkopf eines Verbrennungsmotors mit einer Vielzahl von Brennräumen zum chemischen Umsetzen eines Kraftstoffs mit einer Frischluft unter Abgabe von Wärme und mechanischer Energie, einem zumindest zwei der Vielzahl der Brennräume zugeordneten gemeinsamen Abgasauslassfluidpfad, mittels dem bei der Umsetzung in den zumindest zwei Brennräumen entstehende Abgase abführbar sind und einer Wasserkühlung zur Kühlung der Brennräume und des Abgasauslassfluidpfads weist die Wasserkühlung einen zumindest bereichsweise an eine Außenkontur des Abgasauslassfluidpfads angepassten Abgasauslasskühlfluidpfad auf. Vorteilhaft kann der Abgasauslasskühlfluidpfad von einem Kühlmedium durchströmt werden, wobei aufgrund der Anpassung an die Außenkontur eine gleichmäßige Kühlung des Abgasauslassfluidpfads möglich ist. Vorteilhaft kann dadurch bei einem nachgeschalteten beziehungsweise angeflanschten Abgasturbolader eine Bauteiltemperatur unter ein kritisches Maß gesenkt werden. Die Krümmung kann beispielsweise während eines Gießvorgangs mittels eines einlegbaren Kerns hergestellt werden. Vorteilhaft sind keine Bohrungen oder Ähnliches erforderlich. Vorteilhaft ist durch eine gleichmäßige Kühlung sichergestellt, dass das Kühlmedium nicht zum Sieden kommt.In a cylinder head of an internal combustion engine having a plurality of combustion chambers for chemically reacting a fuel with fresh air, releasing heat and mechanical energy, a common exhaust gas outlet fluid path associated with at least two of the plurality of combustion chambers, by means of which exhaust gases generated during the reaction in the at least two combustion chambers can be discharged, and a water cooling system for cooling the combustion chambers and the exhaust gas outlet fluid path, the water cooling system has an exhaust gas outlet cooling fluid path that is at least partially adapted to an outer contour of the exhaust gas outlet fluid path. Advantageously, a cooling medium can flow through the exhaust gas outlet cooling fluid path, whereby uniform cooling of the exhaust gas outlet fluid path is possible due to the adaptation to the outer contour. Advantageously, this can reduce a component temperature below a critical level in the case of a downstream or flanged-on exhaust gas turbocharger. The curvature can be produced, for example, during a casting process using an insertable core. Advantageously, no bores are required. or similar is required. Uniform cooling ensures that the cooling medium does not boil.

Es ist vorgesehen, dass der Abgasauslasskühlfluidpfad den Abgasauslassfluidpfad ringförmig umgibt. Vorteilhaft kann der ringförmig gestaltete Abgasauslasskühlfluidpfad benachbart zu dem den Abgasturbolader aufnehmenden Flansch angeordnet sein, wobei vorteilhaft der gesamte Flansch gleichmäßig kühlbar ist.It is provided that the exhaust outlet cooling fluid path surrounds the exhaust outlet fluid path in a ring-shaped manner. Advantageously, the annular exhaust outlet cooling fluid path can be arranged adjacent to the flange accommodating the exhaust turbocharger, whereby the entire flange can advantageously be cooled evenly.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel des Zylinderkopfes ist vorgesehen, dass der Abgasauslasskühlfluidpfad zumindest einen Zulauf und zumindest einen Ablauf aufweist, mittels denen ein Kühlmedium der Wasserkühlung zuführbar und wieder abführbar ist. Vorteilhaft können der Zulauf und der Ablauf beispielsweise gegenüberliegend voneinander angeordnet sein, so dass diese den Abgasauslasskühlfluidpfad ungefähr in zwei Halbkreise teilen, die vorteilhaft gleichmäßig von dem Kühlmedium durchströmbar sind, wobei sich eine besonders gleichmäßige Kühlung des Abgasauslassfluidpfads ergibt.In a further embodiment of the cylinder head, the exhaust gas outlet cooling fluid path has at least one inlet and at least one outlet, by means of which a cooling medium can be supplied to and removed from the water cooling system. Advantageously, the inlet and outlet can be arranged opposite one another, for example, so that they divide the exhaust gas outlet cooling fluid path approximately into two semicircles, through which the cooling medium can advantageously flow evenly, resulting in particularly uniform cooling of the exhaust gas outlet fluid path.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel des Zylinderkopfes ist vorgesehen, dass zwischen den Abgasauslassfluidpfad und den Brennräumen ein in den Zylinderkopf integrierter Abgaskrümmer geschaltet ist. Unter einem Abgaskrümmer kann ein Fluidpfadsystem verstanden werden, das Abgase von zumindest zwei der Brennräume, vorzugsweise aller Brennräume, sammelt und in den gemeinsamen Abgasauslassfluidpfad zusammenführt. Vorteilhaft kann diese Funktion mittels des Zylinderkopfes allein erfüllt werden. Weitere Zusatzteile sind nicht erforderlich.In a further embodiment of the cylinder head, an exhaust manifold integrated into the cylinder head is connected between the exhaust gas outlet fluid path and the combustion chambers. An exhaust manifold can be understood as a fluid path system that collects exhaust gases from at least two of the combustion chambers, preferably all combustion chambers, and combines them into the common exhaust gas outlet fluid path. This function can advantageously be fulfilled by the cylinder head alone. No additional components are required.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel des Zylinderkopfes ist vorgesehen, dass die Wasserkühlung einen die Brennräume umgebenden Brennraumwassermantel und einen den Abgaskrümmer umgebenden Abgaswassermantel aufweist. Vorteilhaft können sowohl die Brennräume als auch der integrierte Abgaskrümmer gekühlt werden.In a further embodiment of the cylinder head, the water cooling system comprises a combustion chamber water jacket surrounding the combustion chambers and an exhaust manifold water jacket surrounding the exhaust manifold. Advantageously, both the combustion chambers and the integrated exhaust manifold can be cooled.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel des Zylinderkopfes ist vorgesehen, dass der Abgasauslasskühlfluidpfad in den Abgaswassermantel geschaltet ist. Vorteilhaft sind zum Anschließen des Abgasauslasskühlfluidpfads keine zusätzlichen Fluidpfade notwendig. Vielmehr kann dieser auf einfache Art und Weise in den Abgaswassermantel geschaltet werden.In a further embodiment of the cylinder head, the exhaust outlet cooling fluid path is connected to the exhaust water jacket. Advantageously, no additional fluid paths are required to connect the exhaust outlet cooling fluid path. Rather, it can be easily connected to the exhaust water jacket.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel des Zylinderkopfes ist vorgesehen, dass der Zylinderkopf mittels Gießen herstellbar ist, wobei der Brennraumwassermantel mittels eines zweiten Sandkerns und der Abgaswassermantel mit dem Abgasauslasskühlfluidpfad mittels eines ersten Sandkerns ausformbar sind. Vorteilhaft können der Abgaswassermantel und der Abgasauslasskühlfluidpfad mittels eines gemeinsamen Sandkerns ausgeformt werden.In a further embodiment of the cylinder head, it is provided that the cylinder head can be manufactured by casting, wherein the combustion chamber water jacket can be formed by means of a second sand core, and the exhaust water jacket with the exhaust outlet cooling fluid path can be formed by means of a first sand core. Advantageously, the exhaust water jacket and the exhaust outlet cooling fluid path can be formed by means of a common sand core.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel des Zylinderkopfes ist vorgesehen, dass der Brennraumwassermantel und der Abgaswassermantel in Reihe geschaltet sind. Vorteilhaft kann ein Strom des Kühlmediums durch die in Reihe geschalteten Wassermäntel und damit auch durch den Abgasauslasskühlfluidpfad geführt werden.In a further embodiment of the cylinder head, the combustion chamber water jacket and the exhaust gas water jacket are connected in series. Advantageously, a flow of the cooling medium can be guided through the series-connected water jackets and thus also through the exhaust gas outlet cooling fluid path.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel des Zylinderkopfes ist vorgesehen, dass der Brennraumwassermantel und der Abgaswassermantel parallel geschaltet sind. Vorteilhaft können mittels der Parallelschaltung höhere Volumenströme und damit auch höhere Kühlleistungen realisiert werden.In another embodiment of the cylinder head, the combustion chamber water jacket and the exhaust water jacket are connected in parallel. This parallel connection advantageously allows for higher volume flows and thus higher cooling capacities.

Die Aufgabe ist ferner bei einem Verbrennungsmotor mit einem vorab beschriebenen Zylinderkopf gelöst. Es ergeben sich die vorab beschriebenen Vorteile.The problem is also solved in an internal combustion engine with a cylinder head as described above. This results in the advantages described above.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezug auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.Further advantages, features, and details will become apparent from the following description, which describes an exemplary embodiment in detail with reference to the drawing. Identical, similar, and/or functionally equivalent parts are provided with the same reference numerals.

Es zeigen:

  • 1 ein Schaltschema einer Kühlung für einen Zylinderkopf mit einem integrierten Abgaskrümmer und einer Parallelschaltung einer Kühlung von Brennräumen und des integrierten Abgaskrümmers;
  • 2 eine weitere schematische Ansicht einer Kühlung eines Zylinderkopfes analog der 1, wobei im Unterschied die Kühlungen der Brennräume und des integrierten Abgaskrümmers in Reihe geschaltet sind;
  • 3 eine schematische Ansicht von Sandkernen zum Herstellen eines Zylinderkopfes mit einem integrierten Abgaskrümmer;
  • 4 eine dreidimensionale Ansicht einer Kühlung von Brennräumen und eines integrierten Abgaskrümmers, der mittels den in 3 dargestellten Sandkernen herstellbar ist;
  • 5 eine weitere dreidimensionale Ansicht der in 4 dargestellten Kühlung; und
  • 6 eine weitere dreidimensionale Ansicht sowie eine Detailansicht eines Strombegrenzungsorgans einer Kühlung eines Zylinderkopfes analog der 4 und 5, wobei im Unterschied eine Kühlung der Brennräume und eine Kühlung des integrierten Abgaskrümmers in Reihe geschaltet sind.
They show:
  • 1 a circuit diagram of a cooling system for a cylinder head with an integrated exhaust manifold and a parallel connection of a cooling system for combustion chambers and the integrated exhaust manifold;
  • 2 another schematic view of a cylinder head cooling system analogous to the 1 , whereby the cooling of the combustion chambers and the integrated exhaust manifold are connected in series;
  • 3 a schematic view of sand cores for producing a cylinder head with an integrated exhaust manifold;
  • 4 a three-dimensional view of a cooling system for combustion chambers and an integrated exhaust manifold, which is 3 can be produced using the sand cores shown;
  • 5 another three-dimensional view of the 4 cooling shown; and
  • 6 another three-dimensional view and a detailed view of a current limiting device of a cylinder head cooling system analogous to the 4 and 5 , where in the sub Cooling of the combustion chambers and cooling of the integrated exhaust manifold are connected in series.

1 zeigt eine schematische Ansicht eines Zylinderkopfs 1 eines nicht näher dargestellten Verbrennungsmotors 3, die mittels einer Wasserkühlung 5 kühlbar sind. Die Wasserkühlung 5 weist eine Antriebsquelle 7 zum Bewegen eines Kühlmediums auf. Die Antriebsquelle 7 ist dem Verbrennungsmotor 3 mittels eines Zahnriemenantriebs mechanisch zugeordnet, wobei der Zahnriemenantrieb eine Wasserpumpe antreibt. Der Antriebsquelle 7 ist ein Zylinderkurbelgehäuse 9 des Verbrennungsmotors 3 nachgeschaltet. Ferner ist der Antriebsquelle 7 der Zylinderkopf 1 und ein integrierter Abgaskrümmer 11 des Zylinderkopfes 1 nachgeschaltet. Die Wasserkühlung 5 weist eine Gehäusekühlung 13, einen Abgaswassermantel 15 sowie einen Brennraumwassermantel 17 auf. Die Gehäusekühlung 13, der Abgaswassermantel 15 und der Brennraumwassermantel 17 sind in einer Parallelschaltung der Antriebsquelle 7 nachgeschaltet. Zur separaten Steuerung und/oder Regelung ist der Gehäusekühlung 13 beziehungsweise in einem Parallelzweig der Gehäusekühlung 13 ein Gehäusethermostat 19 nachgeschaltet. Ferner weist die Wasserkühlung 5 eine Ölkühlung 21 zum Kühlen eines Betriebshilfsstoffes des Verbrennungsmotors, insbesondere einer Motoröls, einen Heizungswärmetauscher 23 zum Beheizen eines Innenraums eines mittels des Verbrennungsmotors 3 antreibbaren Kraftfahrzeugs sowie diesen nachgeschaltet und der Antriebsquelle 7 vorgeschaltet einen Kühler 25 zum Abführen von Wärme an eine Umgebung auf. Zum Bilden eines inneren Kühlkreises und eines äußeren Kühlkreises sind ein Thermostat 27 und ein Drosselorgan 29 vorgesehen und entsprechend in die Wasserkühlung 5 geschaltet. 1 shows a schematic view of a cylinder head 1 of an internal combustion engine 3 (not shown in detail), which can be cooled by means of a water cooling system 5. The water cooling system 5 has a drive source 7 for moving a cooling medium. The drive source 7 is mechanically assigned to the internal combustion engine 3 by means of a toothed belt drive, wherein the toothed belt drive drives a water pump. A cylinder crankcase 9 of the internal combustion engine 3 is connected downstream of the drive source 7. Furthermore, the cylinder head 1 and an integrated exhaust manifold 11 of the cylinder head 1 are connected downstream of the drive source 7. The water cooling system 5 has a housing cooling system 13, an exhaust water jacket 15 and a combustion chamber water jacket 17. The housing cooling system 13, the exhaust water jacket 15 and the combustion chamber water jacket 17 are connected downstream of the drive source 7 in a parallel circuit. For separate control and/or regulation, a housing thermostat 19 is connected downstream of the housing cooling system 13 or in a parallel branch of the housing cooling system 13. Furthermore, the water cooling system 5 has an oil cooling system 21 for cooling an operating fluid of the internal combustion engine, in particular engine oil, a heating heat exchanger 23 for heating an interior of a motor vehicle driven by the internal combustion engine 3, and, downstream of the latter and upstream of the drive source 7, a cooler 25 for dissipating heat to the environment. A thermostat 27 and a throttle element 29 are provided to form an internal cooling circuit and an external cooling circuit and are connected accordingly in the water cooling system 5.

Zur Kühlung von Brennräumen 31 des Verbrennungsmotors 3 ist der Antriebsquelle 7 nachgeschaltet und dem Brennraumwassermantel 17 vorgeschaltet eine gemeinsame Leitung 33 vorgesehen. Mittels der gemeinsamen Leitung 33 kann der Brennraumwassermantel 17 mit dem Kühlmedium versorgt werden.For cooling the combustion chambers 31 of the internal combustion engine 3, a common line 33 is provided downstream of the drive source 7 and upstream of the combustion chamber water jacket 17. The combustion chamber water jacket 17 can be supplied with the cooling medium via the common line 33.

2 zeigt eine schematische Ansicht einer weiteren Wasserkühlung 5 analog der in 1 dargestellten Wasserkühlung 5. Im Folgenden wird lediglich auf die Unterschiede eingegangen. 2 shows a schematic view of another water cooling system 5 analogous to that shown in 1 shown water cooling 5. In the following only the differences are discussed.

Im Unterschied sind der Abgaswassermantel 15 und der Brennraumwassermantel 17 nicht vollständig parallel geschaltet, sondern zumindest teilweise in Reihe geschaltet. Dazu ist der Abgaswassermantel 15 den Brennräumen 31 beziehungsweise dem Brennraumwassermantel 17 nachgeschaltet. Als weiterer Unterschied ist dem Brennraumwassermantel 17 ein Strombegrenzungsorgan 35 nachgeschaltet beziehungsweise dem Abgaswassermantel 15 parallel geschaltet. Mittels des Strombegrenzungsorgans 35 kann ein Teilstrom des mittels der Antriebsquelle 7 geförderten Kühlmediums, das bereits den Abgaswassermantel 15 passiert hat, an dem Brennraumwassermantel 17 vorbeigeführt werden. Dadurch ist es möglich, an dem Abgaswassermantel 15 und dem Brennraumwassermantel 17 unterschiedliche Volumenströme beziehungsweise Kühlleistungen einzustellen, wobei durch den Brennraumwassermantel 17 ein höherer Volumenstrom strömt als durch den Abgaswassermantel 15. Der nicht durch den Abgaswassermantel 15 fließende Volumenstromanteil wird durch das Strombegrenzungsorgan 35 geführt.In contrast, the exhaust gas water jacket 15 and the combustion chamber water jacket 17 are not connected completely in parallel, but at least partially in series. For this purpose, the exhaust gas water jacket 15 is connected downstream of the combustion chambers 31 and the combustion chamber water jacket 17, respectively. As a further difference, a flow limiting device 35 is connected downstream of the combustion chamber water jacket 17 and in parallel with the exhaust gas water jacket 15. By means of the flow limiting device 35, a partial flow of the cooling medium conveyed by the drive source 7, which has already passed through the exhaust gas water jacket 15, can be guided past the combustion chamber water jacket 17. This makes it possible to set different volume flows or cooling capacities at the exhaust gas water jacket 15 and the combustion chamber water jacket 17, with a higher volume flow flowing through the combustion chamber water jacket 17 than through the exhaust gas water jacket 15. The volume flow portion not flowing through the exhaust gas water jacket 15 is guided through the flow limiting device 35.

3 zeigt eine dreidimensionale Ansicht eines ersten Sandkerns 37 zum Herstellen des Abgaswassermantels 15, einen zweiten Sandkern 39 zum Herstellen des Brennraumwassermantels 17 und der gemeinsamen Leitung 33. Außerdem zeigt 3 einen dritten Sandkern 41 zum Herstellen des integrierten Abgaskrümmers 11. Mittels eines Pfeils 43 ist angedeutet, dass der zweite Sandkern 39 und der dritte Sandkern 41 zusammen in den ersten Sandkern 37 eingeschoben werden können, so dass bei einem späteren Gießvorgang der integrierte Abgaskrümmer 11, der Abgaswassermantel 15 und der Brennraumwassermantel 17 gießbar beziehungsweise herstellbar sind. 3 shows a three-dimensional view of a first sand core 37 for producing the exhaust water jacket 15, a second sand core 39 for producing the combustion chamber water jacket 17 and the common line 33. In addition, 3 a third sand core 41 for producing the integrated exhaust manifold 11. An arrow 43 indicates that the second sand core 39 and the third sand core 41 can be inserted together into the first sand core 37, so that the integrated exhaust manifold 11, the exhaust water jacket 15 and the combustion chamber water jacket 17 can be cast or produced in a later casting process.

4 zeigt eine dreidimensionale Ansicht von mittels den Sandkernen 37 - 41 der 3 herstellbaren Fluidpfaden eines Zylinderkopfes 1 eines Verbrennungsmotors 3. Die in 4 gezeigten Fluidpfade sind gemäß des Schaltschemas der 1 verschaltet. Über einen der Antriebsquelle 7 nachschaltbaren Kühlmitteleintritt 45 kann das Kühlmedium der gemeinsamen Leitung 33 zugeführt werden. Über die gemeinsame Leitung 33 kann der Brennraumwassermantel 17 mit dem Kühlmedium versorgt werden. 4 shows a three-dimensional view of the sand cores 37 - 41 of the 3 manufacturable fluid paths of a cylinder head 1 of an internal combustion engine 3. The 4 The fluid paths shown are according to the circuit diagram of the 1 The cooling medium can be supplied to the common line 33 via a coolant inlet 45 that can be connected downstream of the drive source 7. The combustion chamber water jacket 17 can be supplied with the cooling medium via the common line 33.

Der gemeinsamen Leitung 33 ist ein Steg 47 zugeordnet, über den das Kühlmedium dem Abgaswassermantel 15 zuführbar ist. Die gemeinsame Leitung 33 und der Steg 47 bilden einen gemeinsamen Vorlauf, wobei der Brennraumwassermantel 17 und der Abgaswassermantel 15 parallel zueinander geschaltet sind.The common line 33 is assigned a web 47, via which the cooling medium can be supplied to the exhaust water jacket 15. The common line 33 and the web 47 form a common supply line, with the combustion chamber water jacket 17 and the exhaust water jacket 15 connected in parallel.

Der Abgaswassermantel 15 wird, in Ausrichtung der 4 gesehen, von links nach rechts durchströmt, was mittels eines Pfeils 49 angedeutet ist. Über einen gemeinsamen Kühlmittelauslass 51, der dem Abgaswassermantel 15 und dem Brennraumwassermantel 17 nachgeschaltet ist, kann das Kühlmedium wieder abgeführt, letztlich bei geöffnetem großem Kühlkreis dem Kühler 25 zugeführt werden.The exhaust water jacket 15 is, in alignment with the 4 seen from left to right, which is indicated by an arrow 49. Via a common coolant outlet 51, which is arranged downstream of the exhaust gas water jacket 15 and the combustion chamber water jacket 17, the cooling medium can be discharged again and ultimately fed to the cooler 25 when the large cooling circuit is open.

5 zeigt eine weitere Ansicht der in 4 dargestellten Fluidpfade der Wasserkühlung 5 des Zylinderkopfes 1. Es ist zu erkennen, dass in den Abgaswassermantel 15 ein Abgasauslasskühlfluidpfad 53 geschaltet ist. Der Abgasauslasskühlfluidpfad 53 ist ringförmig gestaltet und weist vorzugsweise zwei Zuläufe 55 und zwei Abläufe 57 auf. Alternativ oder zusätzlich sind jedoch auch mehr oder weniger Zu- und Abläufe in beliebiger anzahlmäßiger Kombination denkbar. 5 shows another view of the 4 illustrated fluid paths of the water cooling system 5 of the cylinder head 1. It can be seen that an exhaust gas outlet cooling fluid path 53 is connected to the exhaust gas water jacket 15. The exhaust gas outlet cooling fluid path 53 is annular and preferably has two inlets 55 and two outlets 57. Alternatively or additionally, however, more or fewer inlets and outlets in any desired combination are also conceivable.

Vorteilhaft kann mittels des Abgasauslasskühlfluidpfads 53 ein in 5 nicht näher dargestellter, jedoch sich aus dem in 3 dargestellten ersten Sandkern 37 ergebender Abgasauslassfluidpfad 59 gekühlt werden. Vorteilhaft ist der Abgasauslasskühlfluidpfad 53 an eine äußere Kontur 61 des Abgasauslassfluidpfads 59 angepasst und umgibt diese Kontur 61 ringförmig. Vorteilhaft kann dadurch eine besonders gleichmäßige und gute Kühlung des Abgasauslassfluidpfads 59, insbesondere eines benachbart zu dem Abgasauslassfluidpfad 59 angeordneten Flansches erfolgen.Advantageously, by means of the exhaust outlet cooling fluid path 53, a 5 not shown in detail, but can be seen from the 3 The exhaust gas outlet fluid path 59 resulting from the first sand core 37 shown can be cooled. Advantageously, the exhaust gas outlet cooling fluid path 53 is adapted to an outer contour 61 of the exhaust gas outlet fluid path 59 and surrounds this contour 61 in an annular manner. This advantageously allows for particularly uniform and effective cooling of the exhaust gas outlet fluid path 59, in particular of a flange arranged adjacent to the exhaust gas outlet fluid path 59.

6 zeigt eine dreidimensionale Ansicht einer Wasserkühlung 5 eines Zylinderkopfes 1 eines Verbrennungsmotors 3 analog der in 5 dargestellten Wasserkühlung 5. Im Unterschied ist die Wasserkühlung 5 gemäß 6 analog der Darstellung der 2 verschaltet. Im Folgenden wird lediglich auf die Unterschiede eingegangen. Es ist zu erkennen, dass anstelle des in 5 sichtbaren Steges 47 der Abgaswassermantel 15 mittels einer Verbindung 63 direkt dem Brennraumwassermantel 17 beziehungsweise einem Rücklaufbereich des Brennraumwassermantels 17 zugeordnet ist. Die sich dadurch ergebende Strömungsrichtung des Kühlmediums innerhalb des Abgaswassermantels 15 ist mittels des Pfeils 49 in 6 angedeutet. Mittels eines weiteren Pfeils 65 ist eine Strömungsrichtung des Rücklaufbereichs des Brennraumwassermantels 17 in 6 eingezeichnet. Es ist zu erkennen, dass das Kühlmedium zunächst die gemeinsame Leitung 33, nachgeschaltet den Brennraumwassermantel 17 und diesem nachgeschaltet den Abgaswassermantel 15 passiert. 6 shows a three-dimensional view of a water cooling system 5 of a cylinder head 1 of an internal combustion engine 3 analogous to that shown in 5 shown water cooling 5. In contrast, the water cooling 5 is according to 6 analogous to the representation of the 2 The following only describes the differences. It can be seen that instead of the 5 visible web 47, the exhaust water jacket 15 is directly assigned to the combustion chamber water jacket 17 or a return area of the combustion chamber water jacket 17 by means of a connection 63. The resulting flow direction of the cooling medium within the exhaust water jacket 15 is indicated by the arrow 49 in 6 By means of a further arrow 65, a flow direction of the return area of the combustion chamber water jacket 17 is indicated in 6 It can be seen that the cooling medium first passes through the common line 33, then through the combustion chamber water jacket 17 and then through the exhaust gas water jacket 15.

Das in 2 dargestellte Strombegrenzungsorgan 35 ist mittels Drosselrippen 67 realisiert, wobei die Drosselrippen 67 zwischen den Rücklaufbereich des Brennraumwassermantels 17 und dem Kühlmittelauslass 51 geschaltet sind. Mittels einer weiteren Verbindung 69 ist der Abgaswassermantel 15 dem Kühlmittelauslass 51 zugeordnet.The 2 The flow limiting element 35 shown is realized by means of throttle ribs 67, wherein the throttle ribs 67 are connected between the return area of the combustion chamber water jacket 17 and the coolant outlet 51. By means of a further connection 69, the exhaust water jacket 15 is assigned to the coolant outlet 51.

Über die Drosselrippen 67 kann ein Teilvolumenstrom des bereits durch den Brennraumwassermantel 17 geführten Kühlmediums, also unter Umgehung des Abgaswassermantels 15, direkt dem Kühlmittelauslass 51 zugeführt werden, was in 6 mittels eines Pfeils 71 angedeutet ist. Der übrige Teilvolumenstrom wird über den Rücklaufbereich, die Verbindung 63, den Abgaswassermantel 15 und schließlich die weitere Verbindung 69 ebenfalls dem Kühlmittelauslass 51 zugeführt.Via the throttle ribs 67, a partial volume flow of the cooling medium already guided through the combustion chamber water jacket 17, i.e. bypassing the exhaust gas water jacket 15, can be fed directly to the coolant outlet 51, which in 6 is indicated by an arrow 71. The remaining partial volume flow is also fed to the coolant outlet 51 via the return area, the connection 63, the exhaust gas water jacket 15 and finally the further connection 69.

Bei der in 5 dargestellten Parallelschaltung kann vorteilhaft bei einem geringeren Differenzdruck, beispielsweise von ungefähr 500 - 600 mbar, insbesondere ungefähr 550 mbar ein vergleichsweise höherer Volumenstrom, beispielsweise zwischen 150 I/min und 170 I/min, insbesondere ca. 160 I/min, erreicht werden. Bei der in 6 dargestellten Reihenschaltung kann die Druckdifferenz beispielsweise zwischen 600 mbar und 650 mbar, insbesondere ungefähr 625 mbar betragen, wobei sich ein Volumenstrom von ungefähr 140 I/min - 160 I/min, insbesondere ungefähr 150 I/min ergibt.At the 5 With the parallel circuit shown, a comparatively higher volume flow, for example between 150 l/min and 170 l/min, in particular approximately 160 l/min, can be achieved advantageously at a lower differential pressure, for example of approximately 500 - 600 mbar, in particular approximately 550 mbar. 6 In the series circuit shown, the pressure difference can be, for example, between 600 mbar and 650 mbar, in particular approximately 625 mbar, resulting in a volume flow of approximately 140 l/min - 160 l/min, in particular approximately 150 l/min.

Vorteilhaft weist der Abgaswassermantel 15 den eingegossenen Abgasauslasskühlfluidpfad 53 auf, der um den Abgasauslassfluidpfad 59 herum geleitet wird und dadurch vorteilhaft eine Flanschfläche für einen nicht näher dargestellten Abgasturbolader kühlt. Die Zuläufe 55 und die Abläufe 57 erfolgen radial auf den als Ringkanal ausgebildeten Abgasauslasskühlfluidpfad 53. Vorteilhaft können die Zuläufe 55 und die Abläufe 57 mittels für einen Herstellvorgang beziehungsweise Gießvorgang des Zylinderkopfes 1 notwendigen Kernlagern realisiert werden. Vorteilhaft erfüllen damit die Kernlager nicht nur eine gießtechnische Funktion, sondern sind auch für eine Funktion des Abgaswassermantels 15 notwendig.The exhaust water jacket 15 advantageously has the cast-in exhaust outlet cooling fluid path 53, which is routed around the exhaust outlet fluid path 59 and thereby advantageously cools a flange surface for an exhaust gas turbocharger (not shown in detail). The inlets 55 and the outlets 57 extend radially onto the exhaust outlet cooling fluid path 53, which is designed as an annular channel. The inlets 55 and the outlets 57 can advantageously be realized by means of core bearings necessary for a manufacturing process or casting process of the cylinder head 1. Advantageously, the core bearings not only fulfill a casting function, but are also necessary for the function of the exhaust water jacket 15.

Vorteilhaft können die drei Sandkerne 37 - 41 separat in eine Kokille eines entsprechenden Gießwerkzeuges eingelegt werden. Vorteilhaft ist dadurch gegeben, dass der erste Sandkern 37 zum Gestalten des Abgaswassermantels 15 separat von dem zweiten Sandkern 39 und/oder dem dritten Sandkern 41 zum Herstellen des Brennraumwassermantels 17 und/oder des integrierten Abgaskrümmers 11 ist.Advantageously, the three sand cores 37-41 can be placed separately in a mold of a corresponding casting tool. This is advantageous because the first sand core 37 for forming the exhaust water jacket 15 is separate from the second sand core 39 and/or the third sand core 41 for producing the combustion chamber water jacket 17 and/or the integrated exhaust manifold 11.

Eine Zuführung des Kühlmediums kann entsprechend der 1 und 2 mittels einer Parallelschaltung oder einer Reihenschaltung erfolgen. Bei der Parallelschaltung, die in 5 dargestellt ist, erfolgt eine Versorgung mit dem Kühlmedium beziehungsweise ein Vorlauf von einer Kühlmittelverteilleiste beziehungsweise der gemeinsamen Leitung 33, die beispielsweise in dem Zylinderkurbelgehäuse 9 angeordnet sein kann, über einen eingegossenen Kanal beziehungsweise den Steg 47 in einen Vorlauf des integrierten Abgaskrümmers 11. Ein Rücklauf erfolgt über einen ähnlichen Kanal beziehungsweise die weitere Verbindung 69, die auch in 5 vorgesehen ist. Die weitere Verbindung 69 verbindet den Rücklauf des Abgaswassermantels 15 mit dem Rücklaufbereich des Brennraumwassermantels 17 beziehungsweise einer sogenannten Sammelleiste des Brennraumwassermantels 17 des Zylinderkopfes 1.The cooling medium can be supplied according to the 1 and 2 by means of a parallel connection or a series connection. In the case of the parallel connection, which is 5 As shown, a supply of the cooling medium or a flow from a coolant distribution bar or the common line 33, which can be arranged, for example, in the cylinder crankcase 9, takes place via a cast-in channel or the web 47 into a flow of the integrated exhaust manifold 11. A return takes place via a similar channel or the further connection 69, which is also shown in 5 is provided. The further connection 69 connects the return of the exhaust water jacket 15 with the return area of the combustion chamber water jacket 17 or a so-called collecting strip of the combustion chamber water jacket 17 of the cylinder head 1.

Bei der in den 2 und 6 dargestellten Reihenschaltung wird das Kühlmedium über die Sammelleiste beziehungsweise die Verbindung 63 mit dem Vorlauf des Abgaswassermantels 15 verbunden. Der Rücklauf erfolgt über die weitere Verbindung 69 analog der vorab beschriebenen Parallelschaltung. Über Drosselungen beziehungsweise die Drosselrippen 67 des Strombegrenzungsorgans 35 kann ein Volumenstrom über den Abgaswassermantel 15 eingestellt werden. Die Verbindungen 63 und 69, die den separaten Abgaswassermantel 15, der mittels des ersten Sandkerns 37 herstellbar ist, mit der Sammelleiste beziehungsweise mit einem Kanal, der direkt aus der Kühlmittelverteilerleiste beziehungsweise der gemeinsamen Leitung 33 gespeist werden kann, kann beispielsweise durch ein mechanisches Aufbohren der Kernlager des Abgaswassermantels 15 erfolgen.In the 2 and 6 In the series circuit shown, the cooling medium is connected to the flow of the exhaust water jacket 15 via the manifold or connection 63. The return flow takes place via the further connection 69, analogous to the parallel circuit described above. A volume flow via the exhaust water jacket 15 can be adjusted via throttles or the throttle ribs 67 of the flow limiting device 35. The connections 63 and 69, which connect the separate exhaust water jacket 15, which can be produced using the first sand core 37, to the manifold or to a channel that can be fed directly from the coolant distribution bar or the common line 33, can be made, for example, by mechanically drilling out the core bearings of the exhaust water jacket 15.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
Zylinderkopfcylinder head
33
Verbrennungsmotorcombustion engine
55
WasserkühlungWater cooling
77
AntriebsquellePower source
99
Zylinderkurbelgehäusecylinder crankcase
1111
integrierter Abgaskrümmerintegrated exhaust manifold
1313
GehäusekühlungCase cooling
1515
AbgaswassermantelExhaust water jacket
1717
BrennraumwassermantelCombustion chamber water jacket
1919
GehäusethermostatHousing thermostat
2121
ÖlkühlungOil cooling
2323
HeizungswärmetauscherHeating heat exchanger
2525
Kühlercooler
2727
Thermostatthermostat
2929
Drosselorganthrottle organ
3131
Brennräumecombustion chambers
3333
gemeinsame Leitungjoint management
3535
StrombegrenzungsorganCurrent limiting device
3737
erster Sandkernfirst sand core
3939
zweiter Sandkernsecond sand core
4141
dritter Sandkernthird sand core
4343
PfeilArrow
4545
KühlmitteleintrittCoolant inlet
4747
Stegweb
4949
PfeilArrow
5151
gemeinsamer Kühlmittelauslasscommon coolant outlet
5353
AbgasauslasskühlfluidpfadExhaust outlet cooling fluid path
5555
ZuläufeInlets
5757
AbläufeProcesses
5959
AbgasauslassfluidpfadExhaust outlet fluid path
6161
äußere Konturouter contour
6363
VerbindungConnection
6565
PfeilArrow
6767
Drosselrippenthrottle ribs
6969
VerbindungConnection
7171
PfeilArrow

Claims (2)

Verfahren zur Herstellung eines Zylinderkopfes (1) eines Verbrennungsmotors (3), mit: - einer Vielzahl von Brennräumen (31) zum chemischen Umsetzen eines Kraftstoffs mit einer Frischluft unter Abgabe von Wärme und mechanischer Energie, - einem zumindest zwei der Vielzahl der Brennräume (31) zugeordneten gemeinsamen Abgasauslassfluidpfad (59), mittels dem bei der Umsetzung in den zumindest zwei Brennräumen (31) entstehende Abgase abführbar sind, - einer Wasserkühlung (5) zur Kühlung der Brennräume (31) und des Abgasauslassfluidpfads (59), wobei die Wasserkühlung (5) einen zumindest bereichsweise an eine Außenkontur (61) des Abgasauslassfluidpfads (59) angepassten Abgasauslasskühlfluidpfad (53) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinderkopf (1) mittels Gießen hergestellt wird, wobei ein Brennraumwassermantel (17) mittels eines zweiten Sandkerns (39) und ein Abgaswassermantel (15) mit dem Abgasauslasskühlfluidpfad (53) mittels eines ersten Sandkerns (37) ausgeformt werden, wobei der Abgasauslasskühlfluidpfad (53) den Abgasauslassfluidpfad (59) ringförmig umgibt.Method for producing a cylinder head (1) of an internal combustion engine (3), comprising: - a plurality of combustion chambers (31) for chemically reacting a fuel with fresh air while releasing heat and mechanical energy, - a common exhaust gas outlet fluid path (59) assigned to at least two of the plurality of combustion chambers (31), by means of which exhaust gases generated during the reaction in the at least two combustion chambers (31) can be discharged, - a water cooling system (5) for cooling the combustion chambers (31) and the exhaust gas outlet fluid path (59), wherein the water cooling system (5) has an exhaust gas outlet cooling fluid path (53) adapted at least in regions to an outer contour (61) of the exhaust gas outlet fluid path (59), characterized in that the cylinder head (1) is produced by casting, wherein a combustion chamber water jacket (17) is connected by means of a second sand core (39) and an exhaust gas water jacket (15) is connected to the exhaust gas outlet cooling fluid path (53) by means of a first sand core (37), wherein the exhaust gas outlet cooling fluid path (53) surrounds the exhaust gas outlet fluid path (59) in an annular manner. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennraumwassermantel (17) und der Abgaswassermantel (15) durch eine Bearbeitung zumindest eines Verschlussdeckelsitzes miteinander verbunden werden, indem eine gießtechnisch vorhandene Trennwand zwischen beiden Wassermänteln entfernt wird.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the combustion chamber water jacket (17) and the exhaust gas water jacket (15) are connected to one another by machining at least one closure cover seat by removing a casting-technically present partition wall between the two water jackets.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19508985C1 (en) * 1995-03-13 1996-07-25 Daimler Benz Ag Cylinder head for liquid cooled multi-cylinder engine
DE69716168T2 (en) * 1996-06-26 2003-06-26 Cummins Inc., Columbus Method of manufacturing a liquid-cooled cylinder head for an internal combustion engine
DE102004050923A1 (en) * 2003-10-27 2005-06-02 General Motors Corp., Detroit Cylinder head with integrated exhaust manifold
DE102007012089A1 (en) * 2006-03-14 2007-10-04 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Cylinder head with integrated tuned exhaust manifold
US20090126659A1 (en) * 2007-11-19 2009-05-21 Gm Global Technology Operations, Inc. Turbocharged engine cylinder head internal cooling

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19508985C1 (en) * 1995-03-13 1996-07-25 Daimler Benz Ag Cylinder head for liquid cooled multi-cylinder engine
DE69716168T2 (en) * 1996-06-26 2003-06-26 Cummins Inc., Columbus Method of manufacturing a liquid-cooled cylinder head for an internal combustion engine
DE102004050923A1 (en) * 2003-10-27 2005-06-02 General Motors Corp., Detroit Cylinder head with integrated exhaust manifold
DE102007012089A1 (en) * 2006-03-14 2007-10-04 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Cylinder head with integrated tuned exhaust manifold
US20090126659A1 (en) * 2007-11-19 2009-05-21 Gm Global Technology Operations, Inc. Turbocharged engine cylinder head internal cooling
DE102008057338A1 (en) * 2007-11-19 2009-06-10 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Internal cooling of a cylinder head of a turbocharged internal combustion engine

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