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Luftgekühlter Zylinderkopf für Brennkraftmaschinen
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Die Erfindung : betnifftEinlass- und Auslassventil hängend angeordnet ist, deren Schaftachsen in einer gemeinsamen Ebene liegen, die mindestens annähernd parallel zu einer durch die Zylinderlängsachse hindurchgehenden Ebene verläuft, wobei sich ein zu der gemeinsamen Ebene seitlich versetzter, durchgehender und mit Kühlrippen versehener Kühlluftkanal erstreckt, der seitlich einerseits durch die Kühlrippen der ausserhalb des Kühlluftkanales verlaufenden Gas- führungskanäle und anderseits durch eine hochgezogene Seitenwand des Zylinderkopfes begrenzt und nach oben durch den Boden einer an der Zylinderkopfoberseite ausgebildeten, die Ventilsteuerung aufnehmenden Mulde abgedeckt ist.
. Derartige Zylinderköpfe sind an sich bekannt.
Beispielsweise ist ein Zylinderkopf bekannt geworden, bei dem die Kühlrippen auf der Oberseite des Zylinderkopfes durch Leitbleche abgedeckt sind, die eine Mulde aufweisen, die jedoch nicht zur Unterbringung der Ventilsteuerung dient, sondern durch den Verlauf der Kühlrippenaussenkanten bedingt ist, wohingegen zur Aufnahme der Ventilsteuerung ein besonderes Gehäuse vorgesehen ist.
Da die Leitbleche zur Formsteifigkeit des Zylin- derkopfes nichts beitragen können, ist eine Platte auf dem Zylinderkopf'befestigt, die mit Leisten auf ihrer Unterseite über zwei einander gegenüberliegende, hochgezogene Wände des Zylinderkopfes übergreift und diese gegen seitliches Ausweichen bei Beanspruchung des Zylinderkopfes auf Biegung nach oben und so die Formsteifigkeit des Zy- linderkopsses sichert. Das die Ventilsteuerung aufnehmende, leichte Gehäuse ist entweder auf der Platte befestigt oder mit diesem zusammengegossen und mit einem Deckel versehen.
Der Nachteil dieser Zylinderkopfausführung ist der, dass zur Aufnahme der Ventilsteuerung und zur Erzielung der erforderlichen Formsteif) gkeit des Zylinderkopfes besondere Bauteile dienen, die mit dem Zylinderkopf und miteinander verbunden sind, wobei die Formsteifigkeit in hohem Masse von der sorgfältigen Ausführung der Verbindung zwischen Zylinderkopf und Platte abhängt. Bei einem anderen Zylinderkopf sind die Teile der Ventilsteuerung in einer auf der Oberseite des Zylinderkopfes ausgebildeten Mulde untergebracht.
Ebenso ist ein Zylinderkopf bekannt geworden, bei dem zwischen je zwei benachbarten, miteinander aus einem Stück bestehenden Zylinderköpfen ein mit waagrechten Kühlrippen durchsetzter Kanal vorgesehen ist, der jedoch einen viel zu klei- nen Querschnitt und eine viel zu-kleine Oberfläche seiner Kühlrippen aufweist, um wirksam zur Kühlung des Zylinderkopfes beizutragen. Ausserdem strömt die Kühlluft an den durch diesen Kanal'verbundenen IFlächen des Zylinderkopfes entlang, also senkrecht zum Verlauf dieses Kanales.
Nach der Erfindung werden die Nachteile und
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bisherbei dem mit der Mulde einstückigen Gusskörper des Zylinderkopfes die zwischen den Gasführungskanä- len befiindlichen Querschnitte in an sich bekann- ter Weise als vollwandige Wärmeleitquerschnitte ausgeführt sind und dass ein einziger, zu der Ventilschaftebene parallel verlaufender Kühlluftkanal vorgesehen ist, den die von den Gasrüihfrungska- nälen und den Wärmeleitquerschnitten weg nach oben, aussen geneigtten Kühlrippen durchsetzen, wobei die die Mulde allseitig abgrenzenden Umfassungswände auf ihren Aussenseiten mit Kühlrip- pen versehen sind,
die in Ebenen senkrecht zur verlängerten Zylinderachse liegen.
Infolge der Einstückigkeit des Gusskörpers des Zylinderkopfes, wobei die Mulde sowohl mit den Umfassungswänden des Zylinderkopfes als auch mit den den Kühlluftkanal durchsetzenden Kühlrippen zusammengegossen ist, ist ein ausserordent- lich steifer Gusskörper gebildet, dessen Formsteifigkeit wesentlich grösser ist als die eines Zylinderkopfes mit einer auf ihm befestigten, mit zwei Leisten auf ihrer Unterseite über zwei einander gegenüberliegende, hochgezogene Wände des Zylinderkopfes übergreifenden Platte.
Ein Vorteil ist auch der Fortfall der Passarbeit zwischen Platte und
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der Mulde zurUnterbringung der Ventilsteuerung, die ein besonderes Gehäuse erspart, sowie die glatte Strömung der Kühlluft durch den Kühlluftkanal ohne jegli-
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auf dem Zylinderkopf zu befestigender Leitbleche sowie die Einstückigkeit des Gusskörpers setzen ausserdem die Herstellungskosten des Zylinderkopfes fühlbar herab.
Weitere Einzelheiten des Erfindungsgegenstandes sind nachstehend an Hand der Zeichnung beschrieben.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigen Fig. 1 eine Ansicht des Zylinderkopfes, gegen die
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waagerechteneinen senkrechten Schnitt des Zylinderkopfes nach der Linie III-III in Fig. 2, Fig. 4 in einem senkrechten Schnitt des Zylinderkopfes senkrecht zur Ebene der Ventile durch den Auslassventilsitz den Einbau eines Einspritzventiles.
Die Achsen der Ventilsitze 1, 2, die in der Ba- sisSäche 3 des Zylinderkopfes angeordnet sind, bzw. die Schaftachsen der Ventile liegen in zwei eng nebeneinander seitlich und parallel zu einer Zylinderaxialebene verlaufenden Ebenen bzw. in einer angenähert zu einer Zylinderaxialebene parrallelen Ebene. Zwischen dem Abgaskanal 4 und demFrischgaskanal5sinddurchAneinandergiessen Wärmeleitquerschnitte 6 vorgesehen, die in ihrer Breite etwa angenähert der äusseren Breite des Abgaskanales 4 entsprechen und an ihrer oberen Seite mit einer muldenartig gestalteten Platte 7 zusammengegossensind.
Auf dem den Gasführungskanälen 4,5 benachbarten Teil der Oberseite des Zylinderkopfes sind nach oben, aussen geneigte Kühlrippen 8 angegossen, die zum Teil fauch mit, den Gasführungskanälen 4,5 zusammengegossen sind.
Ein anderer Teil der Kühlrippen 8 ist mit einer
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halb der oberen Kante des Zylinderkopfes ist eine sich über dessen inneren Teil zwischen den Umfassungswänden 9, 10, 11, 12 erstreckende Platte 7 angegossen, die in ihrer Mitte eine Mulde 13 zur Aufnahme der Ventilsteuerung bildet und ebenfalls mit einem Teil der Kühlrippen 8 zusammengegossen ist. Auf diese Weise kommen die Kühlrippen 8 innerhalb eines parallel zur Ventilschaftebene oberhalb des den Gasführungskanälen benachbarten Teiles der Oberseite des Zylinderkopfes verlaufenden Kanales 14 zu liegen, durch den die Kühlluft hindurchzuströmen gezwungen ist, wodurch eine ausreichende Kühlung der Cashnäle 4,5 und des diesen benachbarten Teiles des Zylinderkopfes, indem der Brennraum oder eine Hilfskammer und das Einspritzventil angeordnet sind, erreicht wird.
Auf der Aussenseite des Zylinderkopfes sind in zur verlängerten Zylinderlängsachse senkrechten Ebenen liegende Kühlrippen 15 angeordnet, die auf der Seite der Gasführungskariäle 4,5 bis an die zwischen diesen zurückspringenden Wärmeleitquerschnitte 6, die auf der dem Kühlluftkanal 14 zugekehrten Seite der Wandungen der Gasführungskanäle mit diesen bündig sind, heranreichen. Auf diese Weise ist nicht nur die Kühlung der sonst im Windschatten liegenden Teile der Gaszuführungskanäle 4, 5, sondern auch die des Steges zwischen den Ventilsitzen 2, 2 sichergestellt.
Bei Ausgestaltung des Zylinderkopfes für eine Brennkraftmaschine mit unmittelbarer Einspritzung des Brennstoffes in den Brennraum kann das Einspritzventil 16 in an sich bekannter Weise in einer Bohrung 17 des Zylinderkopfes, die durch die
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es von der durch den Kühlluftkanal 14 hindurchströmenden Luft bestrichen wird und so auch die ausreichende Kühlung des Einspritzventiles 16 sichergestellt ist.
PATENTANSPRÜCHE :
I. Luftgekühlter Zylinderkopf für Brennlcraftmaschinen, bei dem je ein Einlass- und Auslassventil hängend angeordnet ist, deren Schaftachsen in einer gemeinsamen Ebene liegen, die mindestens annähernd parallel zu einer durch die Zylinder- längsachse hindurchgehenden Ebene verläuft, wo- bei sich ein zu der gemeinsamenen Ebene seitlich versetzter, durchgehender und mit Kühlrippen versehener Kühlluftkanal erstreckt, der seitlich einerseits durch die durch Kühlrippen der ausserhalb des Kühlluftkanales verlaufenden Gasführungskanäle und anderseits durch eine hochgezogene Sei- tenwand des Zylinderkopfes begrenzt und nach oben durch den Boden einer an der Zylinderkopf-
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beistückigen Gusskörper des Zylinderkopfes die zwi- schen den Gasführungskanälen (4, 5)
befindlichen Querschnitte in an sich bekannter Weise als vollwandige Wärmeleitquerschnitte (6) ausgeführt sind und dass ein einziger, zu der Ventilschaftebene parallel verlaufender Kühlluftkanal (14) vorgesehen ist, den die von den Gasführungskanälen und den Wärmeleitquerschnitten weg nach oben, aussen geneigten Kühlrippen (8) durchsetzen, wobei die die Mulde allseitig abgrenzenden Umfas-
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mit Kühlrippen (15) versehen sind, die in Ebenen senkrecht zur verlängerten Zylinderachse liegen.
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Air-cooled cylinder head for internal combustion engines
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The invention relates to the inlet and outlet valve being arranged in a suspended manner, the shaft axes of which lie in a common plane which runs at least approximately parallel to a plane passing through the cylinder longitudinal axis, a continuous cooling air duct provided with cooling fins extending laterally to the common plane, which is laterally limited on the one hand by the cooling ribs of the gas ducts running outside the cooling air duct and on the other hand by a raised side wall of the cylinder head and covered at the top by the bottom of a trough formed on the top of the cylinder head and receiving the valve control.
. Such cylinder heads are known per se.
For example, a cylinder head has become known in which the cooling fins on the top of the cylinder head are covered by baffles that have a trough which, however, does not serve to accommodate the valve control, but is due to the course of the outer edges of the cooling fin, whereas a valve control is used to accommodate the valve control special housing is provided.
Since the guide plates cannot contribute to the dimensional stiffness of the cylinder head, a plate is attached to the cylinder head, which overlaps with strips on its underside over two opposite, raised walls of the cylinder head and prevents them from deflecting sideways when the cylinder head is subjected to bending at the top and thus ensures the dimensional stability of the cylinder head. The lightweight housing accommodating the valve control is either attached to the plate or cast together with it and provided with a cover.
The disadvantage of this cylinder head design is that special components are used to accommodate the valve control and to achieve the required dimensional rigidity of the cylinder head, which are connected to the cylinder head and with each other, the dimensional rigidity being largely dependent on the careful execution of the connection between the cylinder head and the cylinder head Plate depends. In another cylinder head, the parts of the valve control are accommodated in a recess formed on the top of the cylinder head.
A cylinder head has also become known in which a channel interspersed with horizontal cooling fins is provided between each two adjacent cylinder heads consisting of one piece, but which has a much too small cross-section and a much too small surface of its cooling fins to contribute effectively to the cooling of the cylinder head. In addition, the cooling air flows along the surfaces of the cylinder head connected by this channel, that is, perpendicular to the course of this channel.
According to the invention, the disadvantages and
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So far, with the cast body of the cylinder head, which is one-piece with the trough, the cross-sections located between the gas ducts are designed in a manner known per se as full-walled heat-conducting cross-sections and that a single cooling air duct is provided that runs parallel to the valve stem plane, which is provided by the gas ducts and pass through the heat-conducting cross-sections upwards, outwardly inclined cooling ribs, whereby the surrounding walls delimiting the trough on all sides are provided with cooling ribs on their outer sides,
which lie in planes perpendicular to the extended cylinder axis.
As a result of the one-piece nature of the cast body of the cylinder head, with the cavity being cast together both with the surrounding walls of the cylinder head and with the cooling ribs penetrating the cooling air duct, an extraordinarily rigid cast body is formed, the dimensional rigidity of which is significantly greater than that of a cylinder head with one on top of it fastened with two strips on their underside over two opposite, raised walls of the cylinder head overlapping plate.
Another advantage is the elimination of the fitting work between plate and
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the recess for accommodating the valve control, which saves a special housing, as well as the smooth flow of cooling air through the cooling air duct without any
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The guide plates to be fastened on the cylinder head and the one-piece construction of the cast body also noticeably reduce the manufacturing costs of the cylinder head.
Further details of the subject matter of the invention are described below with reference to the drawing.
An exemplary embodiment of the subject matter of the invention is shown in the drawing. 1 shows a view of the cylinder head against which
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horizontal, vertical section of the cylinder head along line III-III in Fig. 2, Fig. 4, vertical section of the cylinder head perpendicular to the plane of the valves through the exhaust valve seat, the installation of an injection valve.
The axes of the valve seats 1, 2, which are arranged in the base 3 of the cylinder head, or the shaft axes of the valves are located in two planes that are closely side by side and parallel to a cylinder axial plane or in a plane approximately parallel to a cylinder axial plane. Between the exhaust gas duct 4 and the fresh gas duct 5, heat-conducting cross-sections 6 are provided by pouring them together, the width of which corresponds approximately to the outer width of the exhaust duct 4 and which are cast together on their upper side with a trough-like plate 7.
On the part of the upper side of the cylinder head adjacent to the gas ducts 4, 5, cooling ribs 8, inclined upwards and outwards, are cast on, some of which are cast together with the gas ducts 4, 5.
Another part of the cooling fins 8 is with a
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Half of the upper edge of the cylinder head is cast on a plate 7 extending over its inner part between the surrounding walls 9, 10, 11, 12, which forms a trough 13 in its center for receiving the valve control and is also cast together with part of the cooling fins 8 . In this way, the cooling fins 8 come to lie within a channel 14 running parallel to the valve stem plane above the part of the upper side of the cylinder head adjacent to the gas guide channels, through which the cooling air is forced to flow, whereby sufficient cooling of the casing channels 4, 5 and the part adjacent to them of the cylinder head in that the combustion chamber or an auxiliary chamber and the injection valve are arranged is achieved.
On the outside of the cylinder head, cooling ribs 15 are arranged in planes perpendicular to the elongated cylinder longitudinal axis, which are flush on the side of the gas ducts 4, 5 up to the heat-conducting cross-sections 6 recessed between them and on the side of the walls of the gas ducts facing the cooling air duct 14 are, reach out. In this way, not only the cooling of the parts of the gas supply ducts 4, 5 otherwise lying in the slipstream, but also that of the web between the valve seats 2, 2 is ensured.
In the embodiment of the cylinder head for an internal combustion engine with direct injection of the fuel into the combustion chamber, the injection valve 16 can in a known manner in a bore 17 of the cylinder head, which is through the
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it is swept by the air flowing through the cooling air duct 14 and thus sufficient cooling of the injection valve 16 is ensured.
PATENT CLAIMS:
I. Air-cooled cylinder head for internal combustion engines, in which one inlet and one outlet valve is arranged in a suspended manner, the shaft axes of which lie in a common plane which runs at least approximately parallel to a plane passing through the longitudinal axis of the cylinder, one being the common one Extending level, laterally offset, continuous cooling air duct provided with cooling fins, which is laterally limited on the one hand by the gas ducts running through cooling fins of the outside of the cooling air duct and on the other hand by a raised side wall of the cylinder head and upwards through the bottom of a cylinder head
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add the cast body of the cylinder head between the gas ducts (4, 5)
The cross-sections located in a manner known per se are designed as full-walled heat-conducting cross-sections (6) and that a single cooling air duct (14) running parallel to the valve stem plane is provided, through which the cooling ribs (8) inclined upward and outward from the gas ducts and the heat-conducting cross-sections. enforce, whereby the circumference delimiting the trough on all sides
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are provided with cooling fins (15) which lie in planes perpendicular to the extended cylinder axis.