Die Erfindung betrifft einen Zylinderkopf für wassergekühlte Hubkolbenbrennkraftmaschinen,
insbesondere V-Motoren, mit mehr als einem hängend angeordneten Auslaßventil und
einem zu einem gemeinsamen Kanal ausgebildeten Auslaßkanal im Zy-
linderkopf,
in den Kühlwasser durch eine Öffnung im Zylinderkopfboden eintritt und die Kanäle
symmetrisch umströmt.The invention relates to a cylinder head for water-cooled reciprocating internal combustion engines, in particular V-engines, with more than one hanging outlet valve and an outlet channel in the cylinder head formed into a common channel, into which cooling water enters through an opening in the cylinder head base and flows symmetrically around the channels.
Bei derartigen Maschinen mit in der Regel vier oder mehr Gasventilen
pro Zylinder ist es bekannt (deutsche Patentschrift 832 703), den Kühlwasseraustritt
ebenfalls im Zylinderkopfboden anzuordnen. Das hat den Nachteil, daß sich Luft-
und Dampfblasen im oberen Teil des Zylinderkopfes sammeln können, die die Kühlwirkung
beeinträchtigen und von Zeit zu Zeit durch besonders vorzusehende Entlüftungsschrauben
beseitigt werden müssen.In such machines with usually four or more gas valves per cylinder, it is known (German Patent 832 703) to also arrange the cooling water outlet in the cylinder head base. This has the disadvantage that air and vapor bubbles can collect in the upper part of the cylinder head, which impair the cooling effect and have to be removed from time to time by specially provided ventilation screws.
Es ist ferner bekannt (F. Mayr, »Ortsfeste Dieselmotoren und Schiffsdieselmotoren«,
1960, Wien), den Kühlwasseraustritt am oberen Teil des Zylinderkopfes anzuordnen
und mit einem in der Nähe des Zylinderkopfbodens endenden Steigrohr zu verbinden.
Da das Steigrohr bei einem Zylinderkopf der eingangs beschriebenen Art nur seitlich
des gemeinsamen Auslaßkanals vorgesehen werden kann, würde sich eine unsymmetrische
Kühlwasserströmung und damit ungleichmäßige Temperaturverteilung einstellen.It is also known (F. Mayr, "Ortsfeste Dieselmotoren und Schiffsdieselmotoren", 1960, Vienna) to arrange the cooling water outlet on the upper part of the cylinder head and to connect it to a riser pipe that ends near the bottom of the cylinder head. Since the riser pipe in a cylinder head of the type described above can only be provided on the side of the common outlet channel, an asymmetrical cooling water flow and thus an uneven temperature distribution would result.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Zylinderkopf der
eingangs beschriebenen Art die aufgezeigten Nachteile ohne Vergrößerung des Bauvolumens
und Bauaufwands zu vermeiden. Sie wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Kühlwasser
nach Umspülung der Einlaßkanäle durch zwei beiderseits des Auslaßkanals angeordnete
Steigrohre, die - wie an sich bekannt - parallel zum Zylinderkopfmantel
verlaufen und in der Nähe des Zylinderkopfbodens enden, in einen durch Verlängerung
des Zylinderkopfmantels über die Deckplatte hinau-s gebildeten Kühlwassersammelraum
abströmt.The invention is based on the object of avoiding the indicated disadvantages in a cylinder head of the type described at the outset without increasing the structural volume and construction costs. It is achieved according to the invention in that the cooling water after flushing the inlet channels through two riser pipes arranged on both sides of the outlet channel, which - as known per se - run parallel to the cylinder head jacket and end near the cylinder head base, into one by extending the cylinder head jacket over the cover plate -s formed cooling water collecting space flows off.
Die erfindungsgemäße Vereinigung von zwei Steigrohren mit dem Kühlwassersammelraum
bringt neben einer gleichmäßigen Temperaturverteilung am Zylinderkopfboden und durch
die Kühlwasserableitung im oberen Teil des Zylinderkopfes die Vermeidung von Dampfblasenansammlungen
zugleich eine gUte Ausnutzung des durch den Zylinderkopf vorgegebenen Bauraumes
und eine Einsparung an Bauhöhe durch Fortfall von sperrigen Anschlußteilen der kühlwasserabflußleitung.
Ferner wird der Fertigungsaufwand durch den eingegossenen Kühlwassersammelraum insoweit
verringert, als besonders gestaltete Anschlußteile entfallen und handelsübliche
verwendet werden können, wodurch die Montage vereinfacht und die Lagerhaltung verbilligt
wird.The combination according to the invention of two riser pipes with the cooling water collecting space
brings through an even temperature distribution on the cylinder head base and through
the cooling water drainage in the upper part of the cylinder head the avoidance of vapor bubble accumulation
at the same time a good use of the space given by the cylinder head
and a saving in overall height by eliminating bulky connecting parts of the cooling water discharge line.
Furthermore, the manufacturing effort is insofar as a result of the cast-in cooling water collecting space
reduced, as specially designed connecting parts are omitted and commercially available
can be used, which simplifies assembly and makes storage cheaper
will.
Da die Temperaturdifferenz zwischen dem Kühlwassereintritts- und Austrittsstutzen
am Zylinderkopf nur wenige Grad beträgt, wurde die Anordnung so getroffen, daß das
durch eine Öffnung in der Brennraumplatte eintretende Kühlwasser zunächst den oder
die Einlaßkanäle umspült und den Kühlwasserraum durch zwei beiderseits des gemeinsamen
Auslaßkanals geführte Steigrohre abgeleitet wird, so daß das abfließende Kühlwasser
die Auslaßkanäle in der Nähe der Brennraumplatte symmetrisch umströmt. Es ist jedoch
auch möglich, daß die Einlaß- und Auslaßkanäle vertauscht sind. Die Abbildungen
veranschaulichen ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Zylinderkopfes.Because the temperature difference between the cooling water inlet and outlet nozzles
at the cylinder head is only a few degrees, the arrangement was made so that the
cooling water entering through an opening in the combustion chamber plate first the or
the inlet channels and the cooling water space through two on either side of the common
Outlet duct guided riser pipes is derived, so that the draining cooling water
flows symmetrically around the exhaust channels in the vicinity of the combustion chamber plate. However, it is
it is also possible that the inlet and outlet channels are interchanged. The illustrations
illustrate an embodiment of a cylinder head according to the invention.
Ab b. 1 zeigt den grundsätzlichen Aufbau des Zylinderkopfes
im Längsschnitt; A b b. 2 zeigt denselben Zylinderkopf im Grundriß. Der Zylinderkopfboden
1 ist dem Zylinder zugekehrt. In ihm entspringen die Gaskanäle für Einlaß
2 und für Auslaß 3. Die Deckplatte 4 soll zwecks Erzielung eines wenig zerklüfteten
Kühlwasserraumes möo,Iichst nur über die Ventilschaftführungen 5 mit dem
Zylinderkopfboden 1 verbunden sein. Immerhin wird der Zylinderkopfboden dadurch
gut gestützt, so daß seine Wanddicke gering gewählt werden kann. Durch die Kühlwassereintrittsöffnung
6 wird das Kühlwasser, vom Kühlmantel des zeichnerisch nicht dargestellten
Zylinders herkommend, dem Zylinderkopf in der Nähe der Einlaßkanäle 2 zugeführt.
Die zunächst im wesentlichen nach oben gerichtete Wasserströmung bewirkt eine allgemeine
Druckwirbelung des ganzen Wasserraumes. Durch die tiefe Lage der Eintrittsöffnungen
7 der Steigrohre 8 bildet sich in der Nähe des Zylinderkopfbodens
1 eine intensive Bodenströmung aus, die vorzugsweise die Gaskanäle für den
Auslaß 3 erfaßt. Die beiden Auslaßkanäle 3
vereinigen sich hosenrohrartig
zu einem gemeinsamen Abgasaustritt9, der den Mantel 10 des Zylinderkopfes
durchbricht. Die Steigrohre 8 sind beiderseits symmetrisch zu dem Hosenrohr
angeordnet. Die Folge davon ist, daß sich die Bodenströmung vollkommen symmetrisch
verzweigt, wie durch die Pfeile 11 angedeutet. Erfindungsgemäß befinden sich
die Ausmündungen 12 der Steigrohre 8 in einem Kühlwassersammelraum
13, der sich zwischen der Deckplatte 4 und dem hochgezogenen Rand 14 des
Zylinderkopfes befindet. Dabei ergibt sich einerseits die Möglichkeit, den Rand
14 in einer Ebene anzuordnen und den Zylinderkopf mit einer Haube 15, die
gleichfalls einen ebenen Rand hat, dicht abzudecken und andererseits der Vorteil,
die Gußkerne über die sich ergebenden Durchbrüche für die Steigrohre 8 und
den gemeinsamen Kühlwasserabfluß 16 abzustützen und später zu entfernen.
Die vom Rand 14 umschlossene wannenartige Vertiefung 17 bildet in vorteilhafter
Weise einen Sammelraum für Lecköl. From b. 1 shows the basic structure of the cylinder head in longitudinal section; A b b. 2 shows the same cylinder head in plan. The cylinder head base 1 faces the cylinder. The gas channels for inlet 2 and outlet 3 arise in it. The cover plate 4 should only be connected to the cylinder head base 1 via the valve stem guides 5 in order to achieve a less jagged cooling water space. After all, the bottom of the cylinder head is well supported, so that its wall thickness can be chosen to be small. Through the cooling water inlet opening 6 the cooling water is, Coming from the cooling jacket of the cylinder in the drawing, not shown, is supplied to the cylinder head in the vicinity of the inlet ducts. 2 The water flow, which is initially directed essentially upwards, causes a general pressure swirl in the entire water space. Due to the low position of the inlet openings 7 of the riser pipes 8 , an intense bottom flow is formed in the vicinity of the cylinder head base 1 , which preferably encompasses the gas ducts for the outlet 3 . The two outlet ducts 3 combine like a trouser tube to form a common exhaust gas outlet 9 which breaks through the jacket 10 of the cylinder head. The risers 8 are arranged on both sides symmetrically to the Y-pipe. The consequence of this is that the bottom flow branches off completely symmetrically, as indicated by the arrows 11 . According to the invention, the outlets 12 of the riser pipes 8 are located in a cooling water collecting space 13, which is located between the cover plate 4 and the raised edge 14 of the cylinder head. On the one hand, there is the possibility of arranging the edge 14 in one plane and tightly covering the cylinder head with a hood 15, which also has a flat edge, and on the other hand, the advantage of having the cast cores over the resulting openings for the riser pipes 8 and the common Support cooling water drain 16 and remove it later. The trough-like depression 17 enclosed by the edge 14 advantageously forms a collecting space for leakage oil.