DE3710453A1 - Mehrfachzylinderkopf fuer eine diesel-brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Mehrfachzylinderkopf für eine Diesel-Brennkraftmaschine mit zumindest zwei Gas­ wechselventilen für jeden Zylinder, einer zentral angeord­ neten Einspritzdüse und mit zwei durch eine kegelförmige Stützwand zwischen dem Zylinderkopfboden und einer darüber befindlichen Zwischenwand getrennten Kühlwasserräumen von denen ein innerer Kühlwasserraum innerhalb der kegelförmi­ gen Stützwand liegt und ein äußerer Kühlwasserraum die ke­ gelförmige Stützwand umgibt und von einer Außenwand be­ grenzt wird, wobei der Kühlwasserübertritt vom höher gele­ genen inneren Kühlwasserraum zum äußeren Kühlwasserraum durch mehrere Öffnungen in der Stützwand erfolgt und das erwärmte Kühlwasser durch einen Kanal zu einer oberhalb der Zylinderkopfdeckplatte verlaufenden Sammelleitung ab­ geführt wird.

Es ist aus der DE-OS 25 14 044 ein Einzelzylinderkopf mit zwei Gaswechselventilen für eine Diesel-Brennkraftmaschine bekannt geworden, bei dem eine zwischen dem Zylinderkopf­ boden und der Deckplatte kegelförmig verlaufende Stützwand angeordnet ist, die aus dem Gasdruck resultierende Kräfte vom Zylinderkopfboden her zu den Schraubenbutzen und damit zu den Zugankern überträgt. Innerhalb der Stützwand und außerhalb derselben bis zu den Außenwänden sind Kühlwas­ serräume vorgesehen, so daß eine ausreichende Kühlung selbst bei hoher Beanspruchung der Brennkraftmaschine ge­ währleistet ist. Die Abführung des erwärmten Kühlwassers erfolgt durch einen Kanal, der innerhalb des Zylinder­ kopfes nach oben zu einer Kühlwassersammelleitung geführt ist.

Bei der Anordnung von mehr als zwei Gaswechselventilen pro Zylinder wird durch diese mitsamt den zugehörigen Drallka­ nälen sehr viel Raum innerhalb des Zylinderkopfes bean­ sprucht. Wenn außerdem auch noch die Zuführung und der An­ schluß der Kraftstoffleitung an die Einspritzdüse inner­ halb des Zylinderkopfes vorgesehen ist, dann bestehen Probleme hinsichtlich der Anordnung der erforderlichen Kühlwasserräume und -leitungen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Mehrfach­ zylinderkopf der eingangs umrissenen Art dahingehend zu verbessern, daß es selbst bei vier Gaswechselventilen pro Zylinder und einem im Zylinderkopf liegenden Anschluß für die Kraftstoffleitung möglich ist, den Kühlwasserkanal für den Rücklauf im wesentlichen unbehindert von anderen Bau­ elementen anzuordnen und mit einem für die zu erwartenden Belastungen der Brennkraftmaschine ausreichenden Quer­ schnitt auszubilden.

Zur Lösung der Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß bei einer Anordnung von mehr als zwei Gaswechselventilen für jeden Zylinder der Kanal zur Rückführung des erwärmten Kühlwassers außerhalb der Fläche des Zylinderkopfbodens innerhalb der Außenwand im Grenzbereich zwischen benach­ barten Zylinderköpfen verläuft und dieser den rückfließen­ den Kühlwasserstrom beider Zylinderköpfe aufnimmt und daß der Kühlwasserstrom zu dem Kanal um eine nahe diesem zwi­ schen beiden Zylinderköpfen befindliche Gußpfeife einer Zylinderkopfschraube verläuft.

Durch die Anordnung des Kanals für den Kühlwasserrücklauf außerhalb der Fläche des Zylinderkopfbodens wird der Auf­ bau und die Anordnung anderer Bauelemente des Zylinder­ kopfes in keiner Weise beeinträchtigt. Der Kanal kann fer­ ner in seiner Form den gegebenen Erfordernissen angepaßt und dabei in seinem Querschnitt entsprechend den größtmög­ lichen Anforderungen bemessen werden. Durch die Lage des Kanals wird der im Grenzbereich zwischen zwei benachbarten Zylinderköpfen durch deren kreisförmige Gestalt gegebene Freiraum genutzt. Es wird dabei kein über die äußeren Ab­ messungen des Zylinderkopfes hinausreichender Raum für den Kanal beansprucht. Durch die den Freiraum für den Kanal begrenzenden Außenwand ergibt sich ferner eine zusätzliche Versteifung des Mehrfachzylinderkopfes.

ln Weiterbildung der Erfindung verläuft die Außenwand zur Anordnung des Kanals für die Rückführung des Kühlwassers nach außen gewölbt, wobei der Kanal in seinem unteren Ab­ schnitt einen der Wölbung der Außenwand entsprechenden nierenförmigen Querschnitt aufweist.

Strömungstechnisch ist es zweckdienlich, wenn die Guß­ pfeife für die Zylinderkopfschraube nahe dem im Quer­ schnitt nierenförmigen Abschnitt des Kanals zumindest im Strömungsbereich des Kühlwassers tropfenförmig ausgebildet ist.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die inneren Kühlwasser­ räume der jeweils nebeneinanderliegenden Zylinderköpfe durch Bohrungen zur Abführung von Dampf mit dem den beiden zugeordneten Kanal für die Rückführleitung des Kühlwassers direkt verbunden sind.

Schließlich ist vorgesehen, daß der Kanal sich unmittelbar an den Auslaßgaswechselkanal anlehnt und somit Teilstück des Auslaßgaswechselkanals ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:.

Fig. 1 in oberen Bereich einen Schnitt durch einen Mehrfachzylinderkopf nach der Line I-I in Fig. 2,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1.

In dem Mehrfachzylinderkopf einer Diesel-Brennkraftmaschi­ ne weist gemäß Fig. 1 jeder der Zylinderköpfe 1 vier Gas­ wechselventile 2, 3, 4 und 5 auf, von denen die beiden erstgenannten als Einlaßventile sowie letztere als Auslaß­ ventile dienen. In jedem der einzelnen Zylinderköpfe 1 er­ streckt sich vom Zylinderkopfboden 6 nach oben kegelförmig erweiternde eine Stützwand 7, die einen inneren Kühlwas­ serraum 8 einschließt. Zentral im Zylinderkopf 1 liegt ein den Zylinderkopfboden 6 durchsetzender zylindrischer Raum 9, der zur Aufnahme einer Einspritzdüse für die Direktein­ spritzung des Kraftstoffes vorgesehen ist. Zwischen einer den Zylinderkopf 1 begrenzenden Außenwand 10 und der Stützwand 7 befindet sich ein äußerer Kühlwasserraum 12, der gegenüber dem inneren Kühlwasserraum 8 tiefer gelegen ist. Der Zulauf des Kühlwassers von einer nicht darge­ stellten Wasserpumpe erfolgt durch einen ebenfalls nicht gezeigten Kanal zum inneren Kühlwasserraum 8. Von hier ge­ langt das Kühlwasser durch mehrere Öffnungen 13 in der ke­ gelförmigen Stützwand 7 in den äußeren Kühlwasserraum 12. lm Grenzbereich von jeweils zwei benachbarten Zylinder­ köpfen 1 ist die Außenwand 10 mit einer nach außen vor­ springenden Wölbung 14 versehen, die mit ihrer äußersten Kante jedoch hinter anderen vorspringenden Teilen der Zylinderköpfe 1 zurückliegt. Die Wölbung 14 begrenzt nach außen einen in seinem unteren Teil entsprechend der Wöl­ bung 14 nierenförmig ausgebildeten Kanal 15. Im Anschluß nach oben geht der Kanal 15 in einen zylindrischen Kanal 18 über, der oberhalb der Zylinderkopfdeckplatte in eine nicht gezeigte Kühlwassersammelleitung einmündet. Der Ka­ nal 15 dient zur Weiterführung des aus den Kühlwasserräu­ men 8 und 12 abströmenden erwärmten Kühlwassers jeweils zweier benachbarter Zylinderköpfe zur Kühlwassersammellei­ tung. Eine in Strömungsrichtung vor dem Kanal 15, 18 be­ findliche Zylinderkopfschraube 16 sitzt in einer Gußpfeife 17, die im Strömungsbereich des zum nierenförmigen Kanals 15 strömenden Kühlwassers tropfenförmig gestaltet ist. Die inneren Kühlwasserräume 8 der beiden nebeneinanderliegen­ den Zylinderköpfe 1 sind zum Abzug von Dampf durch Bohrun­ gen 19 mit dem an den nierenförmigen Kanal 15 anschließen­ den zylindrischen Kanal 18 verbunden.

Die jedem Zylinderkopf 1 entsprechend dem Zylinderkopfbo­ den 6 gegebene Gesamtfläche ist im vorliegenden Fall weit­ gehend genutzt durch die vier Gaswechselventile 2 bis 5 sowie durch die mit diesen verbundenen Gaswechselkanäle 20 und ferner durch einen quer zwischen den Gaswechselventi­ len 2 bis 5 zum Raum 9 verlaufendes zylindrisches Teil 21 insbesondere für den Anschluß einer zur Einspritzdüse 9′ verlaufenden Kraftstoffleitung. Die Anordnung des Kanals 15, 18 zur Ableitung des erwärmten Kühlwassers außerhalb der Fläche des Zylinderkopfbodens 6 stellt somit eine sehr vorteilhafte Lösung dar.

Claims (5)

1. Mehrfachzylinderkopf für eine Diesel-Brennkraftma­ schine mit zumindest zwei Gaswechselventilen (2 bis 4) für jeden Zylinder (1), einer zentral angeordneten Einspritz­ düse und mit zwei durch eine kegelförmige Stützwand (7) zwischen dem Zylinderkopfboden (20) und einer darüber be­ findlichen Zwischenwand getrennten Kühlwasserräumen (8, 12), von denen ein innerer Kühlwasserraum (8) innerhalb der kegelförmigen Stützwand (7) liegt und ein äußerer Kühlwasserraum (12) die kegelförmige Stützwand (7) umgibt und von einer Außenwand (10) begrenzt wird, wobei der Kühlwasserübertritt vom höher gelegenen inneren Kühlwas­ serraum (8) zum äußeren Kühlwasserraum (12) durch mehrere Öffnungen (13) in der Stützwand (7) erfolgt und das er­ wärmte Kühlwasser durch einen Kanal (15, 18) zu einer oberhalb der Zylinderkopfdeckplatte verlaufenden Sammel­ leitung abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Anordnung von mehr als zwei Gaswechselventilen (2 bis 4) für jeden Zylinder der Kanal (15, 18) zur Rückführung des erwärmten Kühlwas­ sers außerhalb der Fläche des Zylinderkopfbodens (20) in­ nerhalb der Außenwand (10) im Grenzbereich zwischen be­ nachbarten Zylinderköpfen (1) verläuft und dieser den rückfließenden Kühlwasserstrom beider Zylinderköpfe (1) aufnimmt und daß der Kühlwasserstrom zu dem Kanal (15, 18) um eine nahe diesem zwischen beiden Zylinderköpfen (1) be­ findliche Gußpfeife (17) einer Zylinderkopfschraube (16) verläuft.

2. Mehrfachzylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwand (10) zur Anord­ nung des Kanals für die Rückführung des Kühlwassers nach außen gewölbt verläuft und daß der Kanal (15, 18) in sei­ nem unterem Abschnitt (15, 14) einen der Wölbung der Außenwand (10) entsprechenden nierenförmigen Querschnitt aufweist.

3. Mehrfachzylinderkopf nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gußpfeife (17) für die Zylinderkopfschraube (16) nahe dem im Querschnitt nieren­ förmigen Abschnitt (15) des Kanals (15, 18) zumindest im Strömungsbereich des Kühlwassers tropfenförmig ausgebildet ist.

4. Mehrfachzylinderkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Kühlwasserräume (8) der jeweils nebeneinanderliegenden Zylinderköpfe (1) durch Bohrungen (19) zur Abführung von Dampf mit dem den beiden zugeordneten Kanal (15, 18) für die Rückführung des Kühlwassers direkt verbunden sind.

5. Mehrfachzylinderkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (15, 18) sich unmit­ telbar an den Auslaßgaswechselkanal (20) anlehnt und somit Teilstück des Auslaßgaswechselkanals (20) ist.