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DE2839199A1 - Im druckgiessverfahren herstellbarer zylinderkopf fuer wassergekuehlte brennkraftmaschinen - Google Patents

Im druckgiessverfahren herstellbarer zylinderkopf fuer wassergekuehlte brennkraftmaschinen

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DE2839199A1
DE2839199A1 DE19782839199 DE2839199A DE2839199A1 DE 2839199 A1 DE2839199 A1 DE 2839199A1 DE 19782839199 DE19782839199 DE 19782839199 DE 2839199 A DE2839199 A DE 2839199A DE 2839199 A1 DE2839199 A1 DE 2839199A1
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Description

BAYERISCHE MOTOREN WERKS AKTIENGC3ELL3CHAFT, 8000 München 40
Im Druckgießverfahren herstellbarer Zylinderkopf für wassergekühlte Brennkraftmaschinen
Die Erfindung bezieht sich auf einen im Druckgießverfahren herstellbaren Zylinderkopf der im Oberbegriff-des Anspruches 1 beschriebenen Bauart.
Bei einem bekannten Druckguß-Zylinderkopf dieser Bauart (DE-OS 21 13 840) erstrecken sich die nischenartigen Wasserräume von verschiedenen Seiten her in den Zylinderkopf. Ein Teil der Wasserräume ist durch einen zugleich als Deckel ausgebildeten Flansch der Saugrohr- und/oder Abgasanlage verschlossen, während ein anderer Teil der Wasserräume aufwendig durch viele einzelne eingepreßte Blechdeckel verschlossen werden muß. Der Zylinderkopf hat außerdem einen großen Wasserinhalt, durch den sich ein hohes Betriebsgewicht, eine lange Warmlaufdauer und örtlich geringe Wassergeschwindigkeiten ergeben. Ferner sind die Bohrungen für die Zylinderkopfschrauben unregelmäßig um die Brennräume angeordnet und es sind zusätzliche eingepreßte Blechdeckel oder Stopfen zum Verschließen von Querkanälen erforderlich, die quer durch einige dieser Bohrungen verlaufen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen im Druckgießverfahren herstellbaren Zylinderkopf der im Oberbegriff des Anspruches 1 beschriebenen Bauart zu schaffen, der bei geringem Wasserinhalt eine gezielte Kühlung hoch wärmebelasteter Stellen aufweist und einfach und kostengünstig herstellbar ist.
Diese Aufgabe löst die Erfindung durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Anspruches 1. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung entfällt ein großer Teil der nach außen zu verschließenden Wasserräume mit großem Wasserinhalt. Außerdem brauchen bei gebohrten Querkanälen nur deren Eingangsöffnungen durch Stopfen, Deckel oder Flanschan-
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sätze des Ansaug- oder Abgassammlers verschlossen zu werden, die keinen großen Aufwand erfordern. Durch die Querkanäle und den zur Kühlwasserableitung dienenden Längskanal wird eine definierte Querströmung des Kühlwassers durch den Zylinderkopf erzielt.
Es ist zwar bereits bekannt (DE-OS 27 56 006), einen Zylinderkopf nur mit zur Zylinderkopfdichtungsseite offenen ringabschnitt-förmigen Wasserräumen und einem hochliegenden Längskanal zu versehen, jedoch sind bei diesem Zylinderkopf keine Querkanäle mit einer gezielten Kühlwirkung vorhanden und das Kühlwasser wird im wesentlichen nur längs durch den Zylinderkopf geleitet, so daß örtliche Temperaturspitzen auftreten.
Ausführungsformen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den UnteranSprüchen. Das Merkmal des Anspruches 2 ergibt eine gute Kühlung von einander benachbarten bzw. aneinander angrenzenden Teilen der Brennräume und Zylinder, insbesondere bei Brennkraftmaschinen mit extrem kleinen Zylinderabständen oder mit zusammengegossenen Zylinderlaufbüchsen. Durch die Merkmale des Anspruches 3 wird das Vorbeiführen der Querkanäle an Bohrungen für Zylinderkopfschrauben ermöglicht und eine versetzte Ventilanordnung mit kurzen Ein- und Auslaßkanälen und einer entsprechenden Zündkerzenanordnung begünstigt. Das Merkmal des Anspruches 4 ermöglicht das Ausformen des Längskanales beim Gießen und durch das Merkmal des Anspruches 5 wird die Kühlung der weit von der Zündkerze entfernt liegenden Brennraumzone begünstigt und die Klopffestigkeit des Brennraumes positiv beeinflußt. Die Merkmale der Ansprüche 6 und 7 unterstützen die Bildung einer definierten Querströmung durch den Zylinderkopf.
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.ein
In der Zeichnung ist Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt nach der Linie I-I der Fig. 2 eines Druckguß-Zylinderkopfes für wassergekühlte Brennkraftmaschinen und
Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1.
Ein Druckguß-Zylinderkopf 1 für wassergekühlte Brennkraftmaschinen weist mehrere nischenartige Wasserräume 2, 3» 4 und 5 auf. Die nischenartigen Wasserräume 2 bis 5 sind zur Trennebene Zylinderkopf-Zylinderblock hin ausformbar und rings um Brennräume 6 angeordnet. Die Wasserräume 2 und 3 liegen zu Außenseiten des Zylinderkopfes 1 hin und die Wasserräume 4 und 5 sind über Durchlässen aus Wasserraumecken angeordnet, die von ggf. zusammengegossenen Zylinderlaufbüchsen im Zylinderblock bestimmt sind. Die Wasserräume 2 bis 5 sind durch schräg zur Reihe der Brennräume 6 angeordnete Querkanäle 7 und 7' miteinander verbunden, wobei die Wasserräume 4 im wesentlichen auf der Rückseite und die Wasserräume 5 im wesentlichen auf der Vorderseite angeschnitten sind. Ein hochliegender Längskanal 8 ist auf einer Seite des Zylinderkopfes 1 angeordnet. Er verbindet die Querkanäle 7 und 71 bzw. die auf dieser Seite liegenden Wasserräume 3 miteinander und dient zum Abführen des Kühlwassers. Er ist zu seiner Stirnöffnung 9 hin ausformbar, so daß nur die schrägen Querkanäle 7 und 71 gebohrt werden müssen. Die Eingangsöffnungen 10 der Querkanäle 7 und 71 sind durch Stopfen 11 verschlossen.
Bohrungen 12 für nicht dargestellte Zylinderkopfschrauben sind senkrecht zur Trennebene Zylinderkopf-Zylinderblock und auf einem Kreis um Jeden Brennraum 6 bzw. die Mitxellängsachse von dessen Zylinder angeordnet. Zwei benachbarte Brenn-
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räume 6 haben je zwei der Bohrungen 12 gemeinsam. Jeweils zwei nischenartige Wasserräume 4 und 5 liegen auf einer senkrecht zur Reihe der Brennräume 6 verlaufend gedachten Verbindungslinie zweier Bohrungen 12. Durch ihre schräge Anordnung gehen die Querkanäle 7 und 71 an den Bohrungen 12 vorbei.
In Fig. 1 ist der Zylinderkopf 1 zusammen mit dem oberen Abschnitt eines Zylinderblockes 13 und einer dazwischen angeordneten Zylinderkopfdichtung 14 dargestellt. In der Zylinderkopfdichtung 14 sind vom Wassermantel 15 des Zylinderblockes 13 in die nischenartigen Wasserräume 2 bis 5 führende Durchlässe 16, 17, 18 und 19 angeordnet. Die am weitesten vom Längskanal 8 entfernten Durchlässe 16 sind am größten und haben jeweils mindestens den gleichen Querschnitt wie ein Querkanal 7 bzw. 7*. Die dem Längskanal 8 nächstliegenden Durchlässe 19 sind am kleinsten und ihr Querschnitt beträgt etwa 1/4 bis 1/2 des Querschnittes der Durchlässe
Bohrungen 20 zur Aufnahme nicht dargestellter Zündkerzen sind auf der dem Längskanal 8 gegenüberliegenden Seite des Zylinderkopfes 1 angeordnet. Im oberen Teil des Zylinderkopfes, 1, der Ventilkammer 21, sind unterhalb von Nockenwellenlagern 22 Auffang- und Leitrinnen. 23 angeordnet, die aus den Nockenwellenlagern austretendes Schmieröl schnell zu Ablaufkanälen 24 leiten. Dadurch gelangt das Schmieröl ohne übermäßige Erwärmung in den Zylinderblock.13 zurück.
Durch die Anordnung der nischenartigen Wasserräume 2 bis zur Zylinderkopfdichtungsseite hin ergibt sich eine gute Ausformbarkeit des Zylinderkopfes 1. Die Querkanäle 7 und 71 führen besonders dicht an heißen Zylinderkopfstellen, wie Auslaßkanälen 25, Ventilsitzen 26 und 27 und den Bohrungen 20 für die Zündkerzen vorbei, so daß besonders an diesen
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hoch wärmebelasteten Stellen eine gute Kühlwirkung erzielt wird. Dies wird durch die Querschnittsauswahl der in der Zylinderkopfdichtung 14 angeordneten Durchlässe 16 bis 19 zu den nischenartigen Wasserräumen begünstigt, die auf der Seite des Längskanals 8 stark gedrosselt sind, so daß sich eine definierte Strömung durch die Querkanäle 7 und 71 ergibt. Aufgrund ihrer parallelen Anordnung können alle Querkanäle 7 und 7! gemeinsam gebohrt werden. Sie benötigen jeweils nur einen kleinen üblichen dichtungslosen Blechdeckel als Stopfen 11. Durch ihre schräge Anordnung beeinträchtigen die Querkanäle 7 und 71 die Bohrungen 12 für Zylinderkopfschrauben nicht und begünstigen eine versetzte Ventilanordnung mit kurzen Ein- und Auslaßkanälen und einer entsprechenden Zündkerzenanordnung.
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Claims (7)

  1. BAYERISCHE MOTOREN WERKE AKTIENGESELLSCHAFT 8000 München P 28 39 199.3-13 15. Oktober 1979
    Im Druckgießverfahren herstellbarer Zylinderkopf für wassergekühlte Brennkraftmaschinen
    Neue- Patentansprüche
    Im Druckgießverfahren herstellbarer Zylinderkopf für wassergekühlte Brennkraftmaschinen mit in Reihe angeordneten Zylindern,
    - mit Bohrungen für Zylinderkopfschrauben und
    - mit mehreren an den Kühlmantel eines Zylinderblokkes anschließbaren nischenartigen Wasserräumen,
    - die durch einen seitlichen Längskanal und
    - durch Querkanäle miteinander verbunden sind,
    - von denen jeweils einer zwischen zwei benachbarten Brennräumen und jeweils ein weiterer zwischen einem Ein- und einem Auslaßventil hindurchführt,
    dadurch gekennzeichnet,
    - daß die Querkanäle (7 und 71) die Bohrungen (12) für Zylinderkopfschrauben anschnittfrei kreuzen,
    - daß alle nischenartigen Wasserräume (2, 3» 4 und 5) zur Trennebene Zylinderkopf-Zylinderblock hin ausformbar und
    - im wesentlichen rings um die Brennräume (6) angeordnet sind,
    - daß die obere Begrenzung des Längskanales (8) die höchste Stelle der Wasserräume (2 bis 5) sowie der Längs- und Querkanäle (7, 71 und 8) ist und
    - daß der Längskanal (8) einen Wasseraustritt (Stirnöffnung 9) aufweist.
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    ORIGINAL INSPECTED
    BAYERISCHE MOTOREN WERKE AKTIENGESELLSCHAFT, 8000 München P 28 39 199.3-13 19. November 1979
    Neue Patentansprüche 2 bis 7
  2. 2. Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    - daß die zwischen den Brennräumen (6) hindurchführenden Querkanäle (71) an den ihnen jeweils benachbarten, beiderseits der Reihe der Brennräume (6) angeordneten Bohrungen (12) auf entgegengesetzten Seiten vorbeiführen und
    - daß alle Querkanäle (7 und 71) parallel angeordnet sind.
  3. 3. Zylinderkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
    - daß im wesentlichen in gedachten Ebenen (6')> die quer zur Reihe der Brennräume (6) zwischen zwei Brennräumen (6) bzw. am Ende der Reihe der Brennräume (6) liegen, jeweils zwei nischenartige Wasserräume (4, 5) angeordnet und
    - jeweils einer der Bohrungen (12) für Zylinderkopfschrauben und mindestens einem Brennraum (6) benachbart sind.
  4. 4. Zylinderkopf nach Anspruch 2 und 3. dadurch gekennzeichnet,
    - daß je ein weiterer Querkanal (71) am Ende der Reihe der Brennräume (6) angeordnet ist,
    - daß die Querkanäle (7 und 71) schräg zur Reihe der Brennräume (6) angeordnet sind und
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    - daß die Bohrungen für die Zylinderkopfschrauben und die im wesentlichen in den gedachten Ebenen liegenden Wasserräume (4 und 5) auf verschiedenen Seiten der Querkanäle (71) angeordnet und
    - die Wasserräume entsprechend von verschiedenen Seiten durch die Querkanäle (7f) angeschnitten sind.
  5. 5. Zylinderkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
    - daß der Längskanal (8) an einem Ende des Zylinderkopfes (1) mit einer Stirnöffnung (9) endet und
    - sich zu dieser hin stetig erweitert.
  6. 6.. Brennkraftmaschine mit einem Zylinderkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche und einer zwischen Zylinderkopf und Zylinderblock angeordneten Zylinderkopfdichtung, die vom Wassermantel des Zylinderblockes zu den nischenartigen Wasserräumen führende Durchlässe aufweist,
    dadurch gekennzeichnet,
    - daß die Querschnitte der Durchlässe (16 bis 19) mit zunehmender Entfernung vom Längskanal (8) größer ausgebildet sind.
  7. 7. Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
    - daß die auf der dem Längskanal (8) gegenüberliegenden Seite des Zylinderkopfes (1) angeordneten Durchlässe (16) jeweils mindestens den gleichen Querschnitt wie ein Querkanal (7, 7') haben und
    - daß die dem Längskanal (8) benachbarten Durchlässe (19) einen wesentlich kleineren Querschnitt haben, der etwa 1/4 bis 1/2 des erstgenannten Querschnittes beträgt.
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