DE2452999A1

DE2452999A1 - Zylinderkopf fuer eine wassergekuehlte dieselmaschine

Info

Publication number: DE2452999A1
Application number: DE19742452999
Authority: DE
Inventors: Johann Kreil
Original assignee: Motoren Werke Mannheim AG
Current assignee: Caterpillar Energy Solutions GmbH
Priority date: 1974-11-08
Filing date: 1974-11-08
Publication date: 1976-05-13
Also published as: DE2452999C2; BR7507349A; ES442421A1; NL7513089A

Description

Zylinderkopf für eine wassergekühlte Dieselmaschine Die Erfindung bezieht sich auf einen Zylinderkopf für eine wasser= gekühlte Dieselmaschine mit einer zentral angeordneten Einspritz= düse und mit mindestens einem kühlwasserdurchflossenen herausnehm= baren Auslaßventilkorb und mit einer mittleren Trennwand, die zu= sammen mit dem Zylinderkopfboden sowie mit Umfangswänden und inne= ren Bauteilen des Zylinderkopf es, welche die Trennwand durchsetzen, einen unteren Kühlwasserraum begrenzt, der vom Zylinderkühlmantel her durch Wasserübertrittswege in der Gegend des Umfanges des Zy= linderkopfes mit frischem Kühlwasser versorgt wird und mit min= destens einem oberen Kühlwasserraum des Zylinderkopf es in-Verbln= dung steht, aus dem das erwärmte Kühlwasser austritt.
Die am meisten kühlbedürftigen Stellen eines derartigen Zylinder kopfes sind der Zylinderkopfbode-n und in diesem Bereich besonders die zentrale Anbringungsstelle für die Einspritzdüse , der oder die Auslaßventilsitze, sowie der- oder die: Auslaßkanale-..
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, das frische Kühlwasser wirkungsvoller als bisher diesen Stellen zuzuleiten.-Diese Aufgabe wird an einem Zylinderkopf der eingangs genannten Bauart erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Kühlwasser von dem unteren Kühiwasserraum lediglich über den oder die Kühlwasserräume des oder der Ventilkörbe und über einen Rin-gspai-t zwischen dem Um fang des Schutzrohres für den Einsprltzdüsenhalter und einer Bohrung.
in der Trennwand in den oberen Kühlwasserraum- gelangt Durch diese Zwangsführung wird das Kühlwasser nach Bespülung der Bodenoberseite und der im Bereich der Trennwand liegenden Partien des Zylinderkopfes ausschließlich sowohl an der zentralen Anbrin= gungsstelle für die Einspritzdüse und an dem oder den Auslaßventil= sitzen, die von den Ventilkörben gebildet werden, vorbeigeleitet, und zwar an den Düsen- und Ventilsitzen mit hoher Geschwindigteits da die gesamte Kühlwassermenge diese verhältnismäßig engen Strö= mungswege passieren muß. Die hohe Wassergeschwindigkeit begünstigt dabei die Wärmeableitung an den genannten Stellen. Dabei wird vor= ausgesetzt, daß die Kühlwasserraume des oder der Ventilkörbe so ge staltet sind, daß das Kühlwasser zwangsläufig bis in die unmittel= bare Nähe des Umfanges der Ventilsitze geleitet wird.
An den Wänden des oder der Auslaßkanäle kann bei der geschilderten Wasserführung nicht die hohe Fließgeschwindigkeit wie am Düsensitz und an den Auslaßventilsitzen erzeugt werden. Vorteilhaft kann des= halb die Oberfläche der dem unteren Kühlwasserraum zugewandten Wandpartie des oder der Auslaßkanäle durch Kühlrippen, die in Fließ= richtung des Kühlwasserstromes verlaufen, vergrößert sein. Dadurch wird eine verbesserte Wärmeableitung an dem oder den Auslaßkanälen unter den gegebenen Verhältnissen erreicht.
Eine Erschwerung des Ein- und Ausbaues des oder der Ventilkörbe aufgrund ihrer unmittelbaren Einbeziehung in die inneren Kühlwas= serwege des Zylinderkopfes kann vorteilhaft dadurch vermieden wer= den, daß die Kühlwasserzu- und Ableitung an dem oder den Ventil= körben über parallel zu den Achsen der Auslaßventile angeordnete Rohrstutzen an der Oberseite des Zylinderkopfes geschieht, die bei eingebautem Ventilkorb in Bohrungen desselben dichtend eingreifen, wobei die Kühlwasserzufuhr direkt von dem unteren Kühlwasserraum über eine von diesem zu dem Eintrittsrohrstutzen führende Bohrung in einer Wandpartie des Zylinderkopfes erfolgt.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar= gestellt.
Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch den Zylinderkopf, der durch einen Ventilkorb sowie durch das Schutzrohr für den Einspritz= düsenhalter gelegt ist.
Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch die untere Wandpartie eines Aus laßkanales längs der Linie II-II in Fig. 1.
Die saubere Begrenzung des Zylinderkopfes wird im wesentlichen ge bildet durch den Boden 1, die Decke 2 und die Umfangswandung 3.
zentraler Stelle liegt das Schutzrohr 4 für den nicht darge= stellten Einspritzdüsenhalter, das im Boden 1 an der Stelle 5 ein= gewalzt. ist.An dieser Stelle ist die eigentliche ebenfalls nicht dargestellte Einspritzdüse eingebaut. Von der Umfangswandung 3 führt der Auslaßkanal 6 zu einem Auslaßventilkorb 7, der das Aus= laßventil 8 aufnimmt. Von der gegenüberliegenden Seite der Umfangs= Wandung 3 führt der Einlaßkanal 9 zu einem nicht sichtbaren Einlaß= ventilsitz. Der Zylinderkopf enthält insgesamt zwei Auslaßventile 8 in Ventilkörben 7 und zwei Einlaßventile, die in der Zeichnung nicht sichtbar sind. Durch den gesamten Zylinderkopf erstreckt sich die Trennwand 10, die in die Umfangswandung 3 sowie in die zum Boden 1 hin verlaufenden Partien der Ventilkanäle 6 und 9 über= geht. Die vorgenannten Partien, der Boden 1, die Trennwand 10, das Schutzrohr 4 und die Umfangswandung 7 begrenzen einen unteren Kühl= wasserraum 11, dem frisches Kühlwasser durch die Ubertrittsbohrun= gen 12 von dem nicht gezeigten Zylinderkühlmantel her zugeführt wird. Oberhalb der Trennwand 10 liegt der obere Kühlwasserraum 13, der von der Trennwand 10, der Decke 2, den oberhalb der Trennwand 10 liegenden Partien der Ventilkanäle 6 und 9, dem Schutzrohr 4 und der Umfangswandung 3 begrenzt wird. Oberhalb des Auslaßkanales 6 befindet sich die Austrittsöffnung 14 für das erwärmte Kühlwasser.
Das Schutzrohr 4 durchsetzt die Trennwand 10, wobei der äußere Um= fang des Schutzrohres 4 mit der umgebenden Bohrung in der Trenn= Wand 10 einen Ringspalt 15 bildet, durch den das Kühlwasser von dem unteren Kühlwasserraum 11 in den oberen Kühlwasseraum 13 mit hoher Geschwindigkeit strömen kann. Dadurch entsteht eine intensi= ve Kühlwasserbewegung in der Nähe der Stelle 5, wodurch diese und damit die Einspritzdüse gut gekühlt wird, was für die Standzeit dieses wichtigen Motorbauteiles von ausschlaggebender Bedeutung ist. Den Ventilkörben 7 wird das Kühlwasser direkt von dem unteren Kühlwasserraum 11 über eine senkrechte Bohrung 16 und den Eintritts= rohrstutzen 17 zugeführt, der mit Hilfe des O-Ringes 18 gegenüber einer entsprechenden Aufnahmebohrung des Ventilkorbes 7 abgedichtet ist, sowie in diese Bohrung eingreift. Das Kühlwasser gelangt von dem Rohrstutzen 17 über den Kühlwasserzuflußraum 19 zu einem den Ventilsitz 20 umgebenden ringförmigen Kühlwasserraum 21, durchfließt diesen entlang seinem gesamten Umfang und strömt schließlich von dort über den Kühlwasserabflußraum 22 und den Rohrstutzen 23 in den oberen Kühlwasserraum 13. Der Rohrstutzen 23 ist ebenfalls durch einen O-Ring 18 abgedichtet und greift in eine Gegenbohrung des Ventilkorbes 7 ein. Nit Hilfe der Kiihlwasserwege 17, 19, 21, 22 und 23 wird in der Nähe des Ventilsitzes 20 eine intensive Strömung frischen Kühlwassers erzeugt, welche die Temperatur an dieser Stelle, deren Wert für die Standzeit der Auslaßventile, insbesondere bei Schwerölbetrieb, von entscheidender Bedeutung ist, genügend niedrig hält. Die engsten Stellen der beschriebenen beiden Kühlwasserwege für dieKühlung der Ventilsitze und der Einspritzdüse, die von dem Ringspalt 15, sowie von den Rohrstutzen 17 und 23 gebildet werden, sind so aufeinander abgestimmt, daß eine zweckentsprechende Mengen= aufteilung des Kühlwassers erreicht wird. Zur Verbesserung der Wärmeableitung von dem Auslaßkanal 6 ist seine dem unteren Kühlwas= serraum 11 zugewandte Wandpartie 24 mit Kühlrippen 25 versehen, die in Fließrichtung des Kühlwasserstromes verlaufen. Die Ventilkörbe 7 können ohne irgendwelche Arbeiten an den Kühlwasserwegen ein- und ausgebaut werden, da die Rohrstutzen-17 und 23 beim Ein- und Aus= bau automatisch die Verbindungen zu den Kühlräumen 11 und 13 her= stellen bzw. trennen.

Claims

Patentansprüche

1. Zylinderkopf für eine wassergekühlte Dieselmaschine mit einer zentral angeordneten Einspritzdüse und mit mindestens einem kühl= wasserdurchflossenen herausnehmbaren AuslaBventilkorb und mit einer mittleren Trennwand, die zusammen mit dem Zylinderkopfboden sowie mit Umfangswänden und inneren Bauteilen des Zylinderkopf es, welche die Trennwand durchsetzen, einen unteren Kühlwasserraum begrenzt, der vom Zylinderkühlmantel her durch Wasseriibertrittswege in der Gegend des Umfanges des Zylinderkopfes mit frischem Kühlwasser ver= sorgt wird und mit mindestens einem oberen Kühlwasserraum des Zy= linderkopfes in Verbindung steht, aus dem das erwärmte Kühlwasser austritt, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlwasser von dem unte= ren Kühlwasserraum (11) lediglich über den oder die Kühlwasserräu= me (19,21,22) des oder der Ventilkörbe (7) und über einen Ringspalt (15) zwischen dem Umfang des Schutzrohres (4) für den Einspritz= düsenhalter und einer Bohrung in der Trennwand (10) in den oberen Kühlwasserraum (13) gelangt.

2. Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der dem unteren Kühlwasserraum (11) zugewandten Wand= partie (24) des oder der Auslaßkanäle (6) durch Kühlrippen (25), die in kließrichtung des Kühlwasserstromes verlaufen, vergrößert ist.

3. Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlwasserzu- und Ableitung an dem oder den Ventilkörben (7) über parallel zu den Achsende Auslaßventile (8) angeordnete Rohr= stutzen (17,23) an der Oberseite des Zylinderkopfes geschieht, die bei eingebautem Ventilkorb in Bohrungen desselben dichtend eingrei fen, wobei die Kühlwasserzufuhr direkt von dem unteren Kühlwasser= raum (11) über eine von diesem zu dem Eintrittsrohrstutzen (17) führende Bohrung (16) in einer Wandpartie des Zylinderkopfes er= folgt.