WO2006072333A1 - Zylinderkopf mit versteifung - Google Patents

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WO2006072333A1
WO2006072333A1 PCT/EP2005/013152 EP2005013152W WO2006072333A1 WO 2006072333 A1 WO2006072333 A1 WO 2006072333A1 EP 2005013152 W EP2005013152 W EP 2005013152W WO 2006072333 A1 WO2006072333 A1 WO 2006072333A1
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WO
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deck
cylinder head
oil
ribs
flame
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PCT/EP2005/013152
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English (en)
French (fr)
Inventor
Frank Haubner
Mike Souren
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FEV Europe GmbH
Original Assignee
FEV Motorentechnik GmbH and Co KG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24—Cylinder heads
    • F02F1/26—Cylinder heads having cooling means
    • F02F1/36—Cylinder heads having cooling means for liquid cooling
    • F02F1/40—Cylinder heads having cooling means for liquid cooling cylinder heads with means for directing, guiding, or distributing liquid stream 
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

Definitions

  • the present invention relates to a cylinder head of an at least 1-cylinder internal combustion engine with direct injection of a motor vehicle.
  • Cylinder heads of multi-cylinder internal combustion engines require sufficient stiffening so that they can permanently withstand the peak pressures arising during the combustion process.
  • cylinder heads must have sufficient heat dissipation in order to be able to withstand the thermal stresses in the long term as well.
  • DE 35 46 436 C2 it is known for example from DE 35 46 436 C2 to provide a cylinder head for a multi-cylinder internal combustion engine, which is liquid-cooled.
  • the cylinder head has different supports in order to stiffen the arranged in the cylinder head channels for valves, bearings, ignition device, inlet and outlet channels.
  • a cylinder head of an internal combustion engine is apparent in which an upper and a lower cooling water space are completely separated by a parallel to the cylinder head floor extending partition.
  • the partition serves in addition to the separation of the two cooling water circuits and stiffening in the cylinder head.
  • Object of the present invention is to provide a stiffening of a cylinder head, especially for high peak pressures available to ensure a component strength and to allow high peak pressures permanently.
  • a cylinder head of at least one cylinder Verbrennungskraft-. machine preferably 4-cylinder internal combustion engine with direct injection, in a motor vehicle on a flame deck and an oil deck.
  • an intermediate deck is arranged between the fire deck and the oil deck.
  • at least one injector pipe extends from the oil deck at least to the intermediate deck.
  • the intermediate deck adjoins the Injektorpfeife, preferably at an injector, which is arranged approximately centrally in the region of the flame deck.
  • the intermediate deck When viewed from the flame deck, the intermediate deck extends concavely outwards so that the intermediate deck adjoins a side wall of the cylinder head in a range between 40% to 60% of a distance between the flame deck and the oil deck.
  • Tween deck, flame deck and oil deck are preferably integrally connected to each other. Due to the concave shape, it is possible to provide an increased stiffening and, in particular, a greater pressure absorption via the intermediate deck.
  • the concave shape is preferably designed to be continuous. However, it can also be interrupted by sections which run approximately evenly. It has proven to be advantageous on the one hand that the intermediate deck rises from a central region of the cylinder head to the outside. In addition, an enlarged area for direct pressure absorption is provided. On the other hand, a curved shape of the intermediate deck allows an improved distribution of thermal expansions.
  • the intermediate deck is at least partially arched and abuts the side wall at least approximately parallel to the flame deck and / or oil deck.
  • the side wall can run, for example, perpendicular to the intermediate deck.
  • the side wall has a slope, so that an angle is formed between the intermediate deck and the side wall, which is smaller than 90 °. In particular, the angle is in a range between 40 ° and 75 °.
  • a further embodiment provides that a two-part water jacket is arranged in the cylinder head, with a lower water jacket extending between the flame deck and the intermediate deck and an upper water jacket extending between the oil deck and the intermediate deck.
  • the water jackets for example, can be completely separated from each other.
  • the intermediate deck has at least one opening which connects the lower and the upper water jacket. For example, a breakthrough in a region of the intermediate deck is arranged, which runs parallel to the flame deck and / or oil deck.
  • An additional increase in a stiffening in the cylinder head is achieved, for example, by stiffening the flame deck at least opposite one another, wherein the ribs extend tangentially from the injector whistle and in particular from the injector, are connected tangentially to valve guides and merge into screw pipes of a cylinder head fitting.
  • the ribs intersect each other diagonally, so that there are two opposite crossing regions of the two ribs.
  • at least four ribs are provided, which achieve a diagonal bracing.
  • two ribs each cross diagonally, which are connected in one piece only with inlet valve guides or only with outlet valve guides.
  • This type of ribbed course ensures that provides that lateral forces and torques acting on the cylinder head, do not lead to a change in position of components in the cylinder head in relation to the engine block.
  • a transverse stiffening allows, as intended, an improved compensation of thermal expansions in the cylinder head, which can result, for example, in the case of heat rising at different rates in a starting phase.
  • the respective two ribs extend beyond the oil deck.
  • the screw pipes of the cylinder head gland are also located above the oil deck. In this way, the oil deck can be stabilized on the one hand even over the ribs.
  • an improved support of the arranged between the screw pipes elements of the cylinder head against torques is achieved due to the extending beyond the oil deck Tilere-.
  • the respective two ribs in an area above an oil deck pass into the screw pipes, which lies outside a valve spring support.
  • the valve spring support can be machined thereby, without the ribs also having to be subjected to machining.
  • the ribs are integrally connected to the intermediate deck.
  • the ribs extend outwardly from the approximately centrally disposed injector dome or the injector whistle, with a first rib outer geometry rising obliquely in the direction of the screw pipes and the oil deck.
  • the ribs are attached in a lower portion of an injector and extend obliquely upward, wherein the ribs are connected in a region of the oil deck to the screw pipes.
  • the injector area is stabilized particularly with respect to the pressure impressed by a combustion chamber of the cylinder.
  • a second outer geometry of the rib before its passage into the screw pipes has a smaller pitch than the first outer geometry of the rib, so that the rib is viewed in a longitudinal section and extended. This results in an extended connection area from the rib to the screw pipe. This succeeds to be able to transfer the stresses prevailing in the rib to a larger area and thus to ensure a lower load.
  • the cylinder head is made of an aluminum material, wherein the cylinder head is part of an operating according to the diesel principle internal combustion engine.
  • other casting material can also be used, for example a magnesium alloy, graphite casting, in particular vermicular graphite casting (CGI).
  • CGI vermicular graphite casting
  • a proposed cylinder head is in particular able to permanently absorb peak pressures of over 200 bar.
  • An advantageous application of a cylinder head is in particular in a motor vehicle with a peak pressure of more than 180 bar before, for example, a series 6-cylinder diesel engine.
  • FIG. 1 shows a cross section through an exemplary cylinder head
  • Fig. 2 is a longitudinal section through the cylinder head of Fig. 1 and
  • Fig. 3 is a plan view of an exemplary embodiment of ribs in a cylinder head according to the invention.
  • Fig. 1 shows a first cylinder head 1 in a cross section.
  • the cylinder head 1 has a flame deck 2 and an oil deck 3. Between the flame deck 2 and the oil deck 3, an intermediate deck 4 is arranged, which has a concave shape.
  • the intermediate deck 4 is connected in one piece to an injector pipe 5.
  • an injection device as well as an ignition device, which are each not shown in detail, may be provided.
  • the injector whistle 5 forms an injector dome 6 in its lower region.
  • the intermediate dicer 4 preferably has a connection to the lower region of the injector whistle 5 and thus to the injector dome 6. In the area of the injector pipe 5, a constriction is preferably provided.
  • the constriction is provided at least in a lower area of the injector whistle.
  • the constriction allows the cooling water to enter the constriction.
  • the constriction is as shown, in an area arranged in the the injector whistle 5 forms the injector dome 6.
  • the local cooling water jacket area is designed in such a way that it extends along the flame deck 2 into the constriction as far as the injector dome 6.
  • this cooling jacket region preferably has at least one opening region extending approximately perpendicularly to the flame deck 2 to the cooling water jacket region arranged above it.
  • the intermediate deck 4 terminates in a side wall 7.
  • the side wall 7 is formed for example as a strut. This brace is therefore inclined in the cylinder head 1 running.
  • the side wall can also be part of a dome of a cylinder candle.
  • the intermediate deck 4 may transition to an element having a different function assignment in the cylinder head than that of a wall.
  • the intermediate deck 4 may have one or more openings 8. About the openings 8, an upper water jacket 9 with a lower water jacket 10 can connect. Furthermore, a first rib 11 and a second rib 12 as well as a third rib 13 and a fourth rib 14 can be seen from the cross section of the cylinder head 1.
  • the ribs 11 to 14 are connected to the centrally arranged Injektorpfeife 5 and there in particular to the Injektordom 6 and to the lower portion of the Injektorpfeife 5. At the opposite end of the ribs 11 to 14, these run in one piece in screw pipes 15, through which a cylinder head screw connection is passed. The screw pipes 15 extend beyond the oil deck 3. As a result, the ribs 11 to 14 also extend at least partially in the region of the transition into the screw pipes 15 on the oil deck 3 also.
  • the second rib 12, for example, has a first rib outer geometry 16. This runs starting from the Injektorpfeife 5 rising towards the screw pipe 15th
  • the second rib outer geometry 17 extends approximately parallel to the oil deck 3. In this way, the second rib 12 is extended, so that a larger surface is available for the transition from the rib into the screw pipe 15. In this way, a stiffening can be further increased.
  • the shape of the rib can also be influenced, for example, by a course of the water jacket.
  • Fig. 2 shows the cylinder head 1 of Fig. 1 in a longitudinal section.
  • the intermediate deck 4 is schematically indicated and drawn here.
  • the intermediate deck 4 is connected in the lower region of the injector whistle 5 and thus virtually on the injector dome 6.
  • the Injektorpfeife 5 with its recess 18 at least partially run into the material of the intermediate deck 4.
  • the intermediate deck 4 can form a plate region 19, in the middle of which the injector whistle 5 is arranged.
  • the intermediate deck 4 merges from the injector pipe 5 into an outer area of the cylinder head 1 into a side wall there, this LJ transition being arranged in a height range which ranges between 40% and 60%. the distance between flame deck 2 and oil deck 3 is.
  • the intermediate deck 4 is neither in the flame deck 2, nor in the oil deck 3. Rather, the intermediate deck 4 is separated from flame deck 2 and 3 oil deck arranged in the cylinder head 1.
  • Fig. 3 shows a second cylinder head 20 in a schematic view. Shown are four screw pipes 21, which are connected to one another via side walls 22. Centered in this cut-out of the second cylinder head 20 is an injector whistle 23. Further, inlet valve guides 24 and outlet valve guides 25 are provided. The valve guides 24, 25 as well as the injector pipes 23 are integrally connected to the screw pipes 21 via four ribs 26. Each two ribs 26 cross diagonally and form above a first crossing region 27 and a second crossing region 28. The two crossing regions 27, 28 lie opposite each other, separated by the injector whistle 23. The ribs 26 are connected tangentially to the injector whistle 23. The same applies to the connection to the valve guides 24, 25.
  • valve guides 24, 25 may be arranged such that the ribs 26 extend at least largely straight. However, they can also be arranged offset from each other so that the ribs 26 are each partially planar, these sections are at an angle to each other, which is dependent on the position of valve guides 24, 25 and screw pipes 21 with injector whistle 23. Due to the tangential connection of the ribs, it is possible to exploit a special stiffening of the valve guides for a stabilization of the water jackets not shown and the internals provided for this purpose.
  • Fig. 4 shows a third cylinder head 29 in a schematic view.
  • Ribs 30 in this case extend from screw pipes 31 toward an injector 32, wherein the ribs are connected at least approximately tangentially to the screw pipes 31 and / or the injector 32 are. For casting-technical considerations, for example, deviations may occur, so that the ribs 30 do not overlap, especially when approaching the injector 32.
  • the ribs 30 are not connected to valve pipes 33 and run past them.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Zylinderkopf (1) einer zumindest 1-Zylinder-Verbrennungskraftmaschine mit Direkteinspritzung eines Kraftfahrzeugs mit einem Flammdeck (2) und mit einem Öldeck (3). Zwichen dem Flammdeck (2) und dem Öldeck (3) ist ein Zwischendeck (4) angeordnet, wobei sich zumindest eine Injektorpfeife (5) vom Flammdeck (2) zum Öldeck (3) hin erstreckt. Das Zwischendeck (4) schließt sich an einem unteren Bereich einer Injektropfeife (5), insbesondere einem Injektordom (6) an, die im Bereich des Flammdecks (2) annähernd mittig angeordnet ist. Das Zwischendeck (4) erstreckt sich vom Flammdeck (2) aus betrachtet konkavförmig nach außen, so dass das Zwischendeck (4) sich in einem Bereich zwischen 40 % bis 60 % eines Abstandes zwischen Flammdeck (2) und Öldeck (3) an eine Seitenwand (7) anschließt.

Description

Zylinderkopf mit Versteifung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Zylinderkopf einer zumindest 1 -Zylinder- Verbrennungskraftmaschine mit Direkteinspritzung eines Kraftfahrzeugs.
Zylinderköpfe von mehrzylindrigen Brennkraftmaschinen benötigen eine ausreichende Versteifung, damit sie den beim Verbrennungsvorgang entstehenden Spitzendrücken dauerhaft standhalten können. Darüber hinaus müssen Zylinderköpfe eine ausreichende Wärmeabfuhr aufweisen, um den thermischen Belastungen ebenfalls dauerhaft standhal- ten zu können. So ist es beispielsweise aus der DE 35 46 436 C2 bekannt, einen Zylinderkopf für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine vorzusehen, der flüssigkeitsgekühlt ist. Der Zylinderkopf weist unterschiedliche Abstützungen auf, um damit die im Zylinderkopf angeordneten Kanäle für Ventile, Lager, Zündvorrichtung, Ein- und Auslasskanäle versteifen zu können. Aus der DE 42 22 801 C2 wiederum geht ein Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine hervor, bei dem ein oberer und ein unterer Kühlwasserraum durch eine parallel zum Zylinderkopfboden verlaufende Trennwand vollständig voneinander getrennt sind. Die Trennwand dient neben der Abtrennung der beiden Kühlwasserkreisläufe auch zur Versteifung im Zylinderkopf.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist- es, eine Versteifung eines Zylinderkopfes, insbesondere für hohe Spitzendrücke zur Verfügung zu stellen, um eine Bauteilfestigkeit gewährleisten und hohe Spitzendrücke dauerhaft zulassen zu können.
Diese Aufgabe wird mit einem Zylinderkopf mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß weist ein Zylinderkopf einer zumindest 1 -Zylinder- Verbrennungskraft- . maschine, vorzugsweise 4-Zylinder-Verbrennungskraftmaschine mit Direkteinspritzung, bei einem Kraftfahrzeug ein Flammdeck und ein Öldeck auf. Zwischen dem Flammdeck und dem Öldeck ist ein Zwischendeck angeordnet. Weiterhin erstreckt sich zumindest eine Injektorpfeife vom Öldeck zumindest zum Zwischendeck. Weiterhin ist vorgesehen, dass das Zwischendeck sich an der Injektorpfeife, vorzugsweise an einem Injektordom anschließt, der im Bereich des Flammdecks annähernd mittig angeordnet ist. Das Zwi- schendeck erstreckt sich vom Flammdeck aus betrachtet konkavförmig nach außen, so dass das Zwischendeck sich in einem Bereich zwischen 40 % bis 60 % eines Abstandes zwischen Flammdeck und Öldeck an eine Seitenwand des Zylinderkopfes anschließt. Zwischendeck, Flammdeck und Öldeck sind dabei vorzugsweise einstückig miteinander verbunden. Aufgrund der konkaven Gestalt gelingt es dabei, dass eine erhöhte Versteifung und insbesondere eine größere Druckaufnahme über das Zwischendeck zur Verfügung gestellt wird. Die konkave Gestalt ist vorzugsweise durchgängig gestaltet Sie kann jedoch auch durch Abschnitte unterbrochen sein, die annähernd eben verlaufen. Es hat sich zum einen als vorteilhaft erwiesen, dass das Zwischendeck von einem mittleren Bereich des Zylinderkopfes nach außen hin ansteigt. Darüber wird eine vergrößerte Fläche zur direkten Druckaufnahme zur Verfügung gestellt. Zum anderen erlaubt eine geschwungene Gestalt des Zwischendecks eine verbesserte Verteilung von Wärmedehnungen.
Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Zwischendeck zumindest teilweise gewölbeförmig ist und zumindest annähernd parallel zum Flammdeck und/oder Öldeck auf die Seitenwand stößt. Die Seitenwand kann dabei beispielsweise senkrecht zum Zwischendeck verlaufen. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Sei- tenwand eine Neigung aufweist, so dass zwischen dem Zwischendeck und der Seitenwand ein Winkel gebildet wird, der kleiner als 90° ist. Insbesondere liegt der Winkel in einem Bereich zwischen 40° und 75°.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass ein zweigeteilter Wassermantel im Zylinder- köpf angeordnet ist, wobei ein unterer Wassermantel zwischen dem Flammdeck und dem Zwischendeck verläuft und ein oberer Wassermantel zwischen dem Öldeck und dem Zwischendeck verläuft. Die Wassermäntel können beispielsweise vollständig voneinander getrennt vorliegen. Gemäß einer anderen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Zwischendeck zumindest einen Durchbruch aufweist, der den unteren und den oberen Was- sermantel verbindet. Beispielsweise ist ein Durchbruch in einem Bereich des Zwischendecks angeordnet, der parallel zum Flammdeck und/oder Öldeck verläuft.
Eine zusätzliche Steigerung einer Versteifung im Zylinderkopf wird beispielsweise dadurch erzielt, dass zumindest einander gegenüberliegend jeweils zwei Rippen das Flammdeck versteifen, wobei die Rippen sich tangential von der Injektorpfeife und insbesondere vom Injektordom erstrecken, tangential mit Ventilführungen verbunden sind und in Schraubenpfeifen einer Zylinderkopfverschraubung übergehen. Die Rippen kreuzen sich jeweils diagonal, so dass sich zwei gegenüberliegende Kreuzungsbereiche der jeweils zwei Rippen ergeben. Für einen Zylinder sind somit zumindest vier Rippen vorgese- hen, die eine Diagonalverstrebung erzielen. Vorzugsweise kreuzen sich jeweils zwei Rippen diagonal, die nur mit Einlassventilführungen beziehungsweise nur mit Auslassventilführungen einstückig verbunden sind. Durch diese Art eines Rippenverlaufes ist sicherge- stellt, dass Querkräfte und Drehmomente, die am Zylinderkopf angreifen, nicht zu einer Lageänderung von Bauteilen im Zylinderkopf in Bezug zum Motorblock führen. Darüber hinaus erlaubt eine Querversteifung so wie vorgesehen, einen verbesserten Ausgleich von Wärmedehnungen im Zylinderkopf, die sich beispielsweise bei unterschiedlich schnel- lern Aufheizen des Materials in einer Startphase ergeben können. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die jeweils zwei Rippen sich über das Öldeck hinaus erstrecken. Die Schraubenpfeifen der Zylinderkopfverschraubung sind ebenfalls über das Öldeck hinaus angeordnet. Auf diese Weise kann das Öldeck einerseits selbst über die Rippen stabilisiert werden. Zum anderen wird aufgrund der über das Öldeck hinausgreifenden Erstre- ckung eine verbesserte Abstützung der zwischen den Schraubenpfeifen angeordneten Elemente des Zylinderkopfes gegen Drehmomente erreicht.
Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die jeweils zwei Rippen in einem Bereich oberhalb eines Öldeck in die Schraubenpfeifen übergehen, der außerhalb einer Ven- tilfederauflage liegt. Dadurch ist sichergestellt, dass eine ungestörte Einbau- und Betriebsmöglichkeit eines Ventiltriebes vorliegt. Darüber hinaus kann dadurch die Ventilfederauflage spanend bearbeitet werden, ohne dass dadurch die Rippen ebenfalls einer Bearbeitung unterworfen werden müssten. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Rippen mit dem Zwischendeck einstückig verbunden sind. Durch die Abstützung der Rippen einerseits an den Schraubenpfeifen der Zylinderkopfverschraubung, andererseits an dem Injektordom beziehungsweise an der Injektorpfeife sowie an den Ventilführungen gelingt es, die in das konkav geformte Zwischendeck eingeleiteten Spannungen über die Rippen aufzunehmen und an die Zylinderkopfverschraubung direkt weiterleiten zu können. Auf diese beispielhafte Weise ergibt sich ein Kraftfluss vom Flammdeck direkt in die Zylinderkopfverschraubung in den Motorblock.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Rippen sich vom etwa mittig angeordneten Injektordom beziehungsweise der Injektorpfeife nach außen erstrecken, wobei eine erste Rip- penaußengeometrie schräg in Richtung Schraubenpfeifen und Öldeck ansteigt. Vorzugs- weise sind die Rippen in einem unteren Bereich eines Injektors angesetzt und verlaufen schräg nach oben, wobei die Rippen in einem Bereich des Öldecks an die Schraubenpfeifen angebunden sind. Auf diese Weise wird der Injektorbereich besonders gegenüber dem von einem Brennraum des Zylinders aufgeprägten Druck stabilisiert. Eine Weiterbildung sieht vor, dass eine zweite Rippenaußengeometrie vor einem Übergang in die Schraubenpfeifen eine kleinere Steigung aufweist als die erste Rippenaußengeometrie, so dass die Rippe sich in einem Längsschnitt betrachtet, verlängert. Dadurch ergibt sich eine verlängerte Anschlussfläche von der Rippe an die Schraubenpfeife. Dadurch gelingt es, die in der Rippe herrschenden Spannungen auf eine größere Fläche übertragen zu können und dadurch für eine geringere Belastung zu sorgen.
Vorzugsweise ist der Zylinderkopf aus einem Aluminiumwerkstoff gefertigt, wobei der Zy- linderkopf Bestandteil einer nach dem Dieselprinzip arbeitenden Verbrennungskraftmaschine ist. Neben einer Aluminiumlegierung kann auch anderes Gussmaterial eingesetzt werden, zum Beispiel eine Magnesiumlegierung, Graphitguß, insbesondere Vermiku- largraphitguß (CGI). Ein vorgeschlagener Zylinderkopf ist insbesondere in der Lage, Spitzendrücke von über 200 bar dauerhaft abfangen zu können. Eine vorteilhafte Anwendung eines Zylinderkopfes liegt insbesondere bei einem Kraftfahrzeug mit einem Spitzendruck von mehr als 180 bar vor, beispielsweise einem Reihen-6-Zylinder-Dieselmotor.
Weitere Ausgestaltungen sind in der nachfolgenden Zeichnung angegeben. Die dort in den einzelnen Figuren wiedergegebenen beispielhaften Merkmale sind jedoch nicht auf diese Ausgestaltungen beschränkt. Vielmehr können diese Merkmale mit anderen Merkmalen anderer Figuren beziehungsweise mit Merkmalen aus der obigen Beschreibung zu weiteren Ausgestaltungen kombiniert werden. Es zeigen:
Fig. 1 Einen Querschnitt durch einen beispielhaften Zylinderkopf,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Zylinderkopf aus Fig. 1 und
Fig. 3 eine Aufsicht auf eine beispielhafte Ausgestaltung von Rippen in einem erfindungsgemäßen Zylinderkopf.
Fig. 1 zeigt einen ersten Zylinderkopf 1 in einem Querschnitt. Der Zylinderkopf 1 weist ein Flammdeck 2 sowie ein Öldeck 3 auf. Zwischen dem Flammdeck 2 und dem Öldeck 3 ist ein Zwischendeck 4 angeordnet, welches eine konkave Gestalt aufweist. Das Zwischendeck 4 ist an eine Injektorpfeife 5 einstückig angeschlossen. In der Injektorpfeife 5 kann eine Einspritzvorrichtung wie auch eine Zündvorrichtung, die jeweils nicht näher dargestellt sind, vorgesehen sein. Die Injektorpfeife 5 bildet in ihrem unteren Bereich einen Injektordom 6. Das Zwischendeck 4 weist vorzugsweise eine Anbindung an den unteren Bereich der Injektorpfeife 5 und damit an den Injektordom 6 auf. Im Bereich der Injektorpfeife 5 ist vorzugsweise eine Einschnürung vorgesehen. Beispielsweise ist die Ein- schnürung zumindest in einem unteren Bereich der Injektorpfeife vorgesehen. Die Einschnürung ermöglicht, dass das Kühlwasser in die Einschnürung eintreten kann. Vorzugsweise ist die Einschnürung so wie dargestellt, in einem Bereich angeordnet, in dem die Injektorpfeife 5 den Injektordom 6 bildet. Insbesondere ist der dortige Kühlwassermantelbereich derart gestaltet, dass dieser entlang des Flammdecks 2 sich bis zum Injektordom 6 in die Einschnürung hinein erstreckt. Dabei weist dieser Kühlmantelbereich vorzugsweise zumindest einen annähernd senkrecht zum Flammdeck 2 verlaufenden Öff- nungsbereich zum darüber angeordneten Kühlwassermantelbereich auf. Das Zwischendeck 4 läuft in eine Seitenwand 7 aus. Die Seitenwand 7 ist beispielsweise als Verstrebung ausgebildet. Diese Verstrebung ist daher geneigt im Zylinderkopf 1 verlaufend. Daher geht das Zwischendeck 4 am von der Injektorpfeife 5 entgegengesetzten Ende in die Seitenwand 7 in einen Winkel über, der ungleich 90° ist. Vorzugsweise kann die Seiten- wand auch Bestandteil eines Domes einer Zylinderkerze sein. Auch kann das Zwischendeck 4 in ein Element übergehen, das eine andere Funktionszuordnung im Zylinderkopf hat als die einer Wand. Das Zwischendeck 4 kann einen oder mehrere Durchbrüche 8 aufweisen. Über die Durchbrüche 8 kann ein oberer Wassermantel 9 mit einem unteren Wassermantel 10 in Verbindung treten. Weiterhin ist aus dem Querschnitt des Zylinder- kopfes 1 eine erste Rippe 11 und eine zweite Rippe 12 sowie eine dritte Rippe 13 und eine vierte Rippe 14 zu entnehmen. Die Rippen 11 bis 14 sind an die mittig angeordnete Injektorpfeife 5 und dort insbesondere an den Injektordom 6 beziehungsweise an den unteren Bereich der Injektorpfeife 5 angeschlossen. Am gegenüberliegenden Ende der Rippen 11 bis 14 verlaufen diese einstückig in Schraubenpfeifen 15, durch die eine Zylin- derkopfverschraubung hindurchgeführt wird. Die Schraubenpfeifen 15 erstrecken sich dabei über das Öldeck 3 hinaus. Dadurch können die Rippen 11 bis 14 ebenfalls sich zumindest teilweise im Bereich des Überganges in die Schraubenpfeifen 15 über das Öldeck 3 hinaus erstrecken. Die zweite Rippe 12 beispielsweise weist eine erste Rippenau- ßengeometrie 16 auf. Diese verläuft von der Injektorpfeife 5 kommend ansteigend hin zur Schraubenpfeife 15.
Eine zweite Rippenaußengeometrie 17, die der ersten Rippenaußengeometrie 16 gegenüber angeordnet ist, weist beispielsweise in einem ersten Bereich ebenfalls ein Ansteigen auf. Darin schließt sich jedoch ein zweiter Bereich an, in dem der ansteigende Winkel abfällt. Insbesondere verläuft in dem zweiten Bereich die zweite Rippenaußengeometrie 17 annähernd parallel zum Öldeck 3. Auf diese Weise verlängert sich die zweite Rippe 12, so dass eine größere Fläche für den Übergang von der Rippe in die Schraubenpfeife 15 zur Verfügung steht. Auf diese Weise kann eine Versteifung weiter erhöht werden. Des weiteren kann die Gestalt der Rippe auch beispielsweise durch einen Verlauf des Was- sermantels beeinflusst werden. Fig. 2 zeigt den Zylinderkopf 1 aus Fig. 1 in einem Längsschnitt. Das Zwischendeck 4 ist hierbei schematisch angedeutet und eingezeichnet. Es trennt wiederum den oberen Wassermantel 9 vom unteren Wassermantel 10. Aus der schematischen Ansicht des Längsschnittes ist zu erkennen, dass das Zwischendeck 4 hierbei im unteren Bereich der Injek- torpfeife 5 und damit quasi am Injektordom 6 angeschlossen ist. Vorzugsweise kann die Injektorpfeife 5 mit ihrer Ausnehmung 18 zumindest teilweise in das Material des Zwischendecks 4 hineinlaufen. Insbesondere kann das Zwischendeck 4 einen Tellerbereich 19 bilden, in dessen Mitte die Injektorpfeife 5 angeordnet ist. Weiterhin ist aus Fig. 2 zu entnehmen, dass das Zwischendeck 4 von der Injektorpfeife 5 kommend in einem Au- ßenbereich des Zylinderkopfes 1 in eine dortige Seitenwand übergeht, wobei dieser LJ- bergang in einem Höhenbereich angeordnet ist, der zwischen 40 % bis 60 % des Abstandes zwischen Flammdeck 2 und Öldeck 3 beträgt. Insbesondere geht das Zwischendeck 4 weder in das Flammdeck 2 ein, noch in das Öldeck 3. Vielmehr ist das Zwischendeck 4 getrennt von Flammdeck 2 und Öldeck 3 im Zylinderkopf 1 angeordnet.
Fig. 3 zeigt einen zweiten Zylinderkopf 20 in schematischer Ansicht. Dargestellt sind vier Schraubenpfeifen 21 , die über Seitenwände 22 miteinander verbunden sind. Mittig angeordnet in diesem Ausschnitt des zweiten Zylinderkopfes 20 ist eine Injektorpfeife 23. Weiterhin sind Einlassventilführungen 24 und Auslassventilführungen 25 vorhanden. Die Ven- tilführungen 24, 25 wie auch die Injektorpfeifen 23 sind mit den Schraubenpfeifen 21 über vier Rippen 26 miteinander einstückig verbunden. Jeweils zwei Rippen 26 kreuzen sich diagonal und bilden darüber einen ersten Kreuzungsbereich 27 beziehungsweise eine zweiten Kreuzungsbereich 28. Die beiden Kreuzungsbereiche 27, 28 liegen einander gegenüber, getrennt durch die Injektorpfeife 23. Die Rippen 26 sind tangential an die Injek- torpfeife 23 angebunden. Gleiches gilt auch für die Anbindung an die Ventilführungen 24, 25. Die Ventilführungen 24, 25 können dabei derart angeordnet sein, dass die Rippen 26 zumindest weitgehendst gradlinig verlaufen. Sie können jedoch auch so zueinander versetzt angeordnet sein, dass die Rippen 26 jeweils abschnittsweise eben sind, wobei diese Abschnitte in einem Winkel zueinander stehen, der durch die Position von Ventilführungen 24, 25 und Schraubenpfeifen 21 mit Injektorpfeife 23 abhängig ist. Durch die tangentiale Anbindung der Rippen gelingt es, eine besondere Versteifung der Ventilführungen auch für eine Stabilisierung der nicht näher dargestellten Wassermäntel und der dafür vorgesehenen Einbauten ausnutzen zu können.
Fig. 4 zeigt einen dritten Zylinderkopf 29 in schematischer Ansicht. Rippen 30 verlaufen hierbei von Schraubenpfeifen 31 hin zu einem Injektor 32, wobei die Rippen zumindest annähernd tangential an die Schraubenpfeifen 31 und/oder den Injektor 32 angebunden sind. Aus gießtechnischen Erwägungen kann es beispielsweise zu Abweichungen kommen, so dass die Rippen 30 sich insbesondere beim Nähern an den Injektor 32 nicht ü- berschneiden. Bei dieser schematischen Ausgestaltung des Zylinderkopfs 29 sind die Rippen 30 nicht an Ventilpfeifen 33 angeschlossen und verlaufen an diesen vorbei.

Claims

Patentansprüche
1. Zylinderkopf (1 ) einer zumindest 1-Zylinder-Verbrennungskraftmaschine, insbesondere einer Verbrennungskraftmaschine mit Direkteinspritzung eines Kraftfahrzeugs, mit einem Flammdeck (2) und mit einem Öldeck, wobei zwischen dem Flammdeck (2) und dem Öl- deck (3) ein Zwischendeck (4) angeordnet ist, wobei sich zumindest eine Injektorpfeife (5) vom Flammdeck (2) zum Öldeck (3) hin erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischendeck (4) sich an einem unteren Bereich einer Injektorpfeife (5), insbesondere einem Injektordom (6) anschließt, die im Bereich des Flammdecks (2) annähernd mittig angeordnet ist, und das Zwischendeck (4) vom Flammdeck (2) aus betrachtet sich kon- kavförmig nach außen erstreckt, so dass das Zwischendeck (4) sich in einem Bereich zwischen 40 % bis 60 % eines Abstandes zwischen Flammdeck (2) und Öldeck (3) an eine Seitenwand (7) anschließt.
2. Zylinderkopf (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischendeck (4) zumindest teilweise gewölbeförmig ist und zumindest annähernd parallel zum Flammdeck (2) und/oder Öldeck (3) verlaufend auf die Seitenwand (7) stößt.
3. Zylinderkopf (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Zwischendeck (4) zwischen einem zweigeteilten Wassermantel angeordnet ist, wobei ein unterer Wassermantel (10) zwischen dem Flammdeck (2) und dem Zwischendeck (4) verläuft und ein oberer Wassermantel (9) zwischen dem Öldeck (3) und dem Zwischendeck (4) verläuft.
4. Zylinderkopf (1 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischendeck (4) zumindest einen Durchbruch (8) aufweist, der den unteren (10) und den oberen (9)
Wassermantel miteinander verbindet.
5. Zylinderkopf (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchbruch (8) gegossen ist.
6. Zylinderkopf (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein weiterer Durchbruch maschinell hergestellt ist.
7. Zylinderkopf (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einander gegenüberliegend jeweils zwei Rippen (11 , 12) das Flammdeck (2) versteifen, die sich tangential von der Injektorpfeife (5) nach außen erstrecken, tangential mit den Ventilführungen (24, 25) verbunden sind und in Schraubenpfeifen (15) einer Zylinderkopfver- schraubung übergehen, wobei die Rippen (11 , 12) sich jeweils diagonal kreuzen, so dass sich zwei gegenüberliegende Kreuzungsbereiche (27, 28) ergeben.
8. Zylinderkopf (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei Rippen (11 , 12) zur Versteifung des Zylinderkopfes (1) sich über das Öldeck (3) hinaus erstrecken.
9. Zylinderkopf (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei Rippen (11 , 12) in einem Bereich oberhalb eines Öldecks (3) in Schraubenpfeifen (15) übergehen, wobei der Bereich außerhalb einer Ventilfederauflage liegt.
10. Zylinderkopf (1) nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (11 , 12) mit dem Zwischendeck (4) einstückig verbunden sind.
11. Zylinderkopf (1 ) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (11 , 12) sich von der etwa mittig angeordneten Injektorpfeife (5) nach außen hin erstrecken, wobei eine erste Rippenaußengeometrie (16) schräg in Richtung Schrau- benpfeife (15) ansteigt.
12. Zylinderkopf (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (11 , 12) in einem unteren Bereich eines Injektors ansetzen und schräg nach oben verlaufen, wobei die Rippen (11 , 12) in einem Bereich des Öldecks (3) an die Schraubenpfeifen (15) angebunden sind.
13. Zylinderkopf (1) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Rippenaußengeometrie (17) vor einem Übergang in die Schraubenpfeife (15) eine kleinere Steigung aufweist, so dass zumindest eine Rippe sich in einer Längsausrichtung betrachtet verlängert. '
14. Zylinderkopf (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinderkopf (1) Bestandteil einer nach dem Dieselprinzip arbeitenden Verbrennungskraftmaschine ist.
15. Anwendung eines Zylinderkopfes nach einem der vorhergehenden Ansprüche bei einem Kraftfahrzeug mit einem Dieselmotor mit einem Spitzendruck von mehr als 180 bar.
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