DE3838953C2 - - Google Patents

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DE3838953C2 DE3838953A DE3838953A DE3838953C2 DE 3838953 C2 DE3838953 C2 DE 3838953C2 DE 3838953 A DE3838953 A DE 3838953A DE 3838953 A DE3838953 A DE 3838953A DE 3838953 C2 DE3838953 C2 DE 3838953C2
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Description

Die Erfindung betrifft eine Zylinderkopf-Kühlvorrichtung für eine wassergekühlte Mehrzylinder-Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei einer nach dem DE-GM 86 21 654 bekannten Brennkraft­ maschine dieser Art strömt das Kühlmittel von der einen Seite zu der anderen Seite der Reihe der Zylinder um die Zünd­ kerzeneinsatzrohre herum durch von den Trennwänden begrenz­ te Teilräume mit über die Höhe im wesentlichen gleichblei­ bendem Querschnitt.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Bodenwand des Zylinder­ kopfs und der Bodenwand des Zylinderkopfs zunächst liegende Abschnitte der Zündkerzeneinsatzrohre besonders wirksam zu kühlen.
Die Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegeben.
Die von den Trennwänden bzw. den Endwänden ausgehenden Wände sind in ihrer über die Höhe unterschiedlichen Breite derart bemessen, daß das Kühlwasser gezwungen wird, haupt­ sächlich über die Bodenwand und um die nächst der Bodenwand befindlichen Abschnitte der Zündkerzeneinsatzrohre zu strömen.
In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.
Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausführungsbeispiel unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.
Fig. 1 zeigt eine vertikale Schnittansicht einer wasserge­ kühlten Mehrzylinder-Brennkraftmaschine,
Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht längs der Linie II-II in Fig. 1 und
Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht längs der Linie III-III in Fig. 1.
Fig. 1 zeigt eine Zylinderkopf-Kühlvorrichtung 100 in einer wassergekühlten V8-Brennkraftmaschine 1. Die Brennkraftma­ schine 1 weist einen Zylinderblock 5, zwei Zylinderköpfe 7 und Kopfdeckel 9 auf. Der Zylinderblock 5 und die Zylinder­ köpfe 7 bilden in Verbindung miteinander zwei in Querrich­ tung im Abstand voneinander angeordnete Reihen von je vier Zylindern 11 in einer einen V-förmigen Raum 19 begrenzenden V-Anordnung. Die Reihen verlaufen senkrecht zur Zeichen­ ebene der Fig. 1. Die Zylinder 11 haben Zylinderbohrungen 13 im Zylinderblock 5 angeordneten Zylinderlaufbüchsen 15.
Da die Reihen übereinstimmend ausgebildet sind, wird nur die (in Fig. 1 gesehen) rechte Reihe der Zylinder 11 nach­ stehend näher beschrieben.
Wie die Fig. 1 und 3 zeigen, sind in einer Seitenwand 7a des Zylinderkopfs 7, die dem V-förmigen Raum 19 ab­ gewandt liegt, pro Zylinder 11 je zwei Auslaßventile 21 angeordnet. In ähnlicher Weise sind in einer Seitenwand 7b des Zylinderkopfs 7, die dem V-förmigen Raum 19 zugewandt liegt, pro Zylinder 11 je zwei Einlaßventile 23 angeordnet. In dem Zylinderkopf 7 sind Einlaßkanäle 24 zum Einleiten von Ansaugluft in die Zylinderbohrungen 13 und Auslaßkanäle 22 zum Ausleiten von Abgas aus den Zylinderbohrungen 13 aus­ gebildet.
Die Zylinder 11 werden mittels Kühlwasser gekühlt, das durch einen im Zylinderkopf 7 ausgebildeten Hohlraum 25 und durch Hohlmäntel 27 strömt, die im Zylinderblock 5 um die Zylinderlaufbüchsen 15 herum ausgebildet sind.
In einem unteren Endabschnitt des Zylinderblocks 5 ist ein längs der Längsseite der Zylinder 11 und längs der Reihe der Zylinder 11 verlaufender Kühlwasser-Zufuhrkanal 29 ausge­ bildet. Einem Ende des Kühlwasser-Zufuhrkanals 29 wird mittels einer Wasserpumpe (nicht gezeigt) zwangsgeförder­ tes Kühlwasser zugeführt. Das dem Kühlwasser-Zufuhrkanal 29 zugeführte Kühlwasser wird dann in den Hohlraum 25 und die Hohlmäntel 27 über je zwei Kanäle 31a und Öffnungen 31b pro Zylinder 11 eingeleitet.
Wie Fig. 3 zeigt, liegt der Hohlraum 25 zwischen den Seiten­ wänden 7a, 7b des Zylinderkopfs 7 und erstreckt sich längs der Reihe der Zylinder 11. Die Auslaßkanäle 22, die Einlaß­ kanäle 24 und Zündkerzeneinsatzrohre 41 werden durch das Kühlwasser gekühlt, das durch den Hohlraum 25 strömt.
Am Zylinderkopf 7 sind im Hohlraum 25 zwischen benachbarten Zylindern 11 im Abstand voneinander angeordnete Trennwände 33 vorgegebener Länge ausgebildet. Die Trennwände 33 verlau­ fen rechtwinklig zu den Reihen der Zylinder 11. In End­ wänden 32 des Hohlraums 25 (eine Endwand ist nicht gezeigt) und in den Trennwänden 33 befinden sich Gewindelöcher 32a, 33a,in die Schrauben zum festen Verbinden des Zylin­ derkopfs 7 mit dem Zylinderblock 5 einzuschrauben sind. Der Hohlraum 25 wird durch die Trennwände 33 in Teilräume 35 zwischen den Trennwänden 33 und den Endwänden 32 unter­ teilt. In der Seitenwand 7b des Zylinderkopfs 7 ist ein längs der Reihe der Zylinder 11 verlaufender, Verbindungen zwischen den Teilräumen 35 herstellender Verbindungskanal 47 ausgebildet.
Die Zündkerzeneinsetzrohre 41 sind in den Teilräumen 35 oberhalb der Mitten der Zylinderbohrungen 13 koaxial zu den Zylinderbohrungen 13 ausgebildet und verlaufen von einer Bodenwand 7c zu einer Deckwand 7d des Zylinderkopfs 7. Wände 37, die die Auslaßkanäle 22 begrenzen, und Wände 39, die die Einlaßkanäle 24 begrenzen, sind im Zylinderkopf 7 auf einander gegenüberliegenden Seiten jedes Zündkerzen­ einsetzrohrs 41 ausgebildet.
In der Bodenwand 7c des Zylinderkopfs 7 sind Kühlwasser- Einlaßöffnungen 43 ausgebildet, aus denen aus den Kanälen 31a austretendes Kühlwasser um die Wände 37 herum in die Teilräume 35 und von dort um die Wände 39 herum in den Ver­ bindungskanal 47 strömen kann. Auf der den Kanälen 31a abgewandten Seite kann das Kühlwasser durch Kühlwasser-Ein­ laßöffnungen 63 in den Verbindungskanal 47 strömen. In der Endwand 32 des Zylinderkopfs 7 ist eine Auslaßöffnung 45 für den Verbindungskanal 47 ausgebildet, durch die das Kühlwasser aus dem Verbindungskanal 47 einem Kühler (nicht gezeigt) zugeführt wird.
Wie Fig. 2 zeigt, gehen von Mittelabschnitten der Endwände 32 innenseitig und von Mittelabschnitten der Trennwände 33 beidseitig in Richtung zu den Zündkerzeneinsetzrohren 41 weisende Wände 51 aus, die in den Teilräumen 35 enden. Die Wände 51 haben jeweils eine relativ kleine Breite H1 in der Nähe der Bodenwand 7c und eine relativ große Breite H2 in der Nähe der Deckwand 7d.
Anders ausgedrückt: blickt man in Richtung der Kühlwasser­ strömung, so haben in jedem Teilraum 35 die einander gegen­ überliegenden Wände 51 Ränder, die beidseitig jedes Zünd­ kerzeneinsetzrohrs 41 Durchgänge P begrenzen, deren Breite in Abschnitten 55 nächst der Zylinder 11 größer sind als in Abschnitten entfernt der Zylinder 11. In den Wänden 51 befinden sich Entlüftungsöffnungen 53 in der Nähe der Deck­ wand 7d des Zylinderkopfs 7.
Die Wände 51 dienen der Versteifung der Trennwände 33, wenn der Zylinderkopf 7 am Zylinderblock 5 befestigt wird, und zum Halten der Bodenwand 7c des Zylinderkopfs 7, so daß die Bodenwand 7c dicht an die Oberfläche des Zylinderblocks 5 angezogen werden kann, um die Zylinderbohrungen 13 herme­ tisch dicht abzuschließen.
Eine Mehrzahl konzentrisch gekrümmter Rippen 57 geht von den die Teilräume 35 begrenzenden Abschnitten 55 der Bodenwand 7c des Zylinderkopfs 7 in Abstand von den Trennwänden 33 und den Endwänden 32 parallel zu den Zündkerzeneinsetzrohren 41 aus. Jede Rippe 57 verläuft von der einen Seitenwand 7a in Richtung zu der anderen Seitenwand 7b des Zylinderkopfs 7 und ist in Richtung zu dem ihr zugeordneten Zündkerzen­ einsetzrohr 41, d. h. in Richtung zur Mitte der ihr zuge­ ordneten Zylinderbohrung 13, konvex gekrümmt. Einige der Rippen 57 in der Nähe der Zündkerzeneinsetzrohre 41 sind in den Durchgängen P angeordnet.
Nachstehend wird die Arbeitsweise der Zylinderkopf-Kühl­ vorrichtung 100 näher beschrieben.
Kühlwasser wird mittels einer nicht dargestellten Wasserpumpe in die Kühlwasser-Zufuhrkanäle 29 gepumpt und die Kanäle 31a und die Öffnungen 31b auf den Hohlraum 25 und die Hohl­ mäntel 27 verteilt.
Das Kühlwasser kühlt dabei die Außenumfangsflächen der Zylin­ derlaufbüchsen 15 und strömt anschließend durch die Einlaß­ öffnungen 63 in den Verbindungskanal 47.
Die Teilräume 35 werden mit Kühlwasser aus den Kanälen 31a versorgt. Das Kühlwasser kühlt zuerst die Wände 37 und dann die Abschnitte 55 der Teilräume 35 und die Zündkerzen­ einsetzrohre 41. Anschließend kühlt das Kühlwasser die Wände 39 und strömt schließlich durch den Verbindungskanal 47 zu der Auslaßöffnung 45, von der es dem Kühler zugeführt wird. Auch das Kühlwasser, das dem Verbindungskanal 47 aus den Hohlmänteln 27 zugeführt wird, gelangt über die Auslaß­ öffnung 45 zum Kühler.
Durch die Breiten H1 und H2 der Wände 51 wird das Kühlwasser gezwungen, hauptsächlich in der Nähe der Abschnitte 55 und der Zündkerzeneinsetzrohre 41 zu strömen, wodurch die Abschnitte 55 insgesamt und die Zündkerzeneinsetzrohre 41 besonders wirksam gekühlt werden. In Richtung des Kühlwasser­ stroms haben die Durchgänge P eine im wesentlichen kon­ stante Weite. Als Folge hiervon strömt das Kühlwasser gleich­ mäßig über die Zylinder 11 und um die Zündkerzeneinsetz­ rohre 41 herum.
Luft, die in dem in die Teilräume 35 eingeleiteten Kühlwasser enthalten sein kann, wird über die Entlüftungsöffnungen 53 in den Zylinderkopf 7 abgeführt. Wie Fig. 1 und 2 zeigen, sind die Wände 51 und die Zylinder 11 geneigt. Luft wird aber gehindert, sich unterhalb der geneigten Wände 51 zu sammeln. Luftblasen unterhalb der geneigten Wände 51 werden von dem Kühlwasserstrom durch die Entlüftungsöffnungen 53 mitgenommen und bewegen sich auf Grund ihres Auftriebs im Kühlwasser nach oben.
Die konzentrisch gekrümmten Rippen 57 verstärken die Wärme­ abstrahlung von den Abschnitten 55 in die Teilräume 35. Wenn das Kühlwasser in die Teilräume 35 von der Seitenwand 7a des Zylinders 7 über die Durchgänge P in Richtung zu der Seitenwand 7b des Zylinderkopfs 7 strömt, wird es durch die gekrümmten Rippen 57 in Richtung zu den Mitten der Zylin­ derbohrungen 13, d. h. zu den Zündkerzeneinsetzrohren 41 gelenkt. Dadurch wird verhindert, daß das Kühlwasser in den Teilräumen 35 stehenbleibt. Die Wände 51 bewirken überdies, daß das Kühlwasser zuverlässig und ausreichend die Ventil­ sitze für die Auslaß- und Einlaßventile 21, 23, die Wände 37 und die Wände 39 kühlt.

Claims (3)

1. Brennkraftmaschine mit einem wenigstens eine Reihe und einem diese Reihe von Zylindern (11) abdeckenden Zylinderkopf (7), wobei der Zylinderkopf (7) einen von einer auf den Zylinderblock (5) aufzusetzenden Boden­ wand (7c), zwei Seitenwänden (7a, 7b), einer Deckwand (7d) und zwei Endwänden (32) begrenzten Hohlraum (25) aufweist, der beidseitig der Reihe der Zylinder (11) von paarweise zu den Zylindern (11) hinführenden Einlaßkanälen (24) und von den Zylindern (11) fort­ führenden Auslaßkanälen (22) und über der Reihe der Zylinder (11) von den Zylindern (11) zugeordneten, zentral zu den Zylindern (11) verlaufenden Zündkerzen­ einsetzrohren (41) durchsetzt ist, wobei der Zylinder­ kopf (7) in seiner Bodenwand (7c) auf der einen Seite der Reihe der Zylinder (11) den Zylindern (11) zugeordnete Einlaßöffnungen (43) für Kühlwasser aufweist, wobei der Zylinderkopf (7) auf der anderen Seite der Reihe der Zylinder (11) eine Auslaßöffnung (45) für das Kühl­ wasser aufweist und wobei in dem Zylinderkopf (7) quer zur Reihe der Zylinder (11) zwischen den Zünd­ kerzeneinsetzrohren (41) verlaufende Trennwände (33) vorgesehen sind, zwischen denen das Kühlwasser quer zur Reihe der Zylinder (11) hindurchströmen kann, dadurch gekennzeichnet, daß von den Trennwänden (33) bzw. von den Endwänden (32) Wände (51) ausgehen, die in Rich­ tung auf die Zündkerzeneinsetzrohre (41) ragen und nächst der Bodenwand (7c) Abschnitte relativ geringer Breite (H1) und nächst der Deckwand (7d) Abschnitte relativ großer Breite (H2) haben.
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich in den Abschnitten relativ großer Breite (H2) Entlüftungsöffnungen (53) befinden.
3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich auf der Bodenwand (7c) von der einen Seite zu der anderen Seite der Reihe der Zylinder (11) verlaufende, in bezug zu den Zündkerzeneinsetz­ rohren (41) konvex gekrümmte Rippen (57) befinden.
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