DE3838953C2 - - Google Patents
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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.
Applications Claiming Priority (1)
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| Country | Link |
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| JP (1) | JPH07103828B2 (de) |
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