AT508830B1

AT508830B1 - Zylinderkopf für eine flüssigkeitsgekühlte brennkraftmaschine

Info

Publication number: AT508830B1
Application number: AT11582010A
Authority: AT
Inventors: Thomas Ing Hirschberger
Original assignee: Avl List Gmbh
Priority date: 2010-07-08
Filing date: 2010-07-08
Publication date: 2012-03-15
Also published as: AT508830A1; WO2012004340A1

Description

österreichisches Patentamt AT508 830 B1 2012-03-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft einen Zylinderkopf für eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine mit einem an ein Feuerdeck grenzenden unteren Teilkühlraum und einem mit diesem über zumindest eine Überströmöffnung strömungsverbundenen oberen Teilkühlraum, wobei der untere und der obere Teilkühlraum durch ein Zwischendeck voneinander getrennt sind, und wobei der obere Teilkühlraum über einen im Wesentlichen in Richtung der Zylinderachse ausgerichteten Strömungskanal mit einer Strömungsöffnung im Feuerdeck strömungsverbunden ist, wobei der Strömungskanal durch ein in die Strömungsöffnung des Feuerdecks ein- oder aufgesetztes Rohr gebildet ist.

[0002] Die WO 2008/122544 A1 offenbart einen Zylinderkopf für eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine mit einem an ein Feuerdeck grenzenden unteren Teilkühlraum und einem darüber angeordneten Teilkühlraum, wobei die beiden Teilkühlräume durch ein Zwischendeck voneinander getrennt, aber über Strömungsöffnungen miteinander verbunden sind. Der obere Teilkühlraum ist dabei über einen Steigkanal mit einem Kühlmantel des Zylinderblocks verbunden, wobei der Steigkanal mit dem Zylinderkopf mitgegossen ist. Aufgrund der erforderlichen Kerne ist die gusstechnische Herstellung relativ anspruchsvoll und aufwendig, wobei durch die erforderlichen Wandstärken zwischen dem Steigkanal und dem unteren Teilkühlraum das Volumen des unteren Teilkühlraums entsprechend vermindert wird.

[0003] Aus den Druckschriften JP 50-032 440 U und JP 61-033 937 U sind Zylinderköpfe für flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschinen mit jeweils einem oberen und einem unteren Teilkühlraum bekannt, wobei der obere Teilkühlraum über einen Strömungskanal mit einer Strömungsöffnung im Feuerdeck strömungsverbunden ist. Der Strömungskanal ist dabei durch ein in die Strömungsöffnung des Feuerdecks ein- oder aufgesetztes Rohr bildet.

[0004] Die JP 55-014 438 U offenbart einen Zylinderkopf mit einem oberen und einem unteren Teilkühlraum, wobei der untere Teilkühlraum über eine Durchtrittsöffnung mit einem Kühlmantel im Zylinderblock verbunden ist. Weiters ist diese Durchtrittsöffnung über ein zum Feuerdeck geneigtes Rohr mit dem oberen Teilkühlraum strömungsverbunden.

[0005] Aufgabe ist es, diese Nachteile zu vermeiden und bei einem Zylinderkopf der eingangs genannten Art die Fertigung zu vereinfachen und die Kühlung zu verbessern.

[0006] Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass das Rohr zumindest in einem an den unteren Teilkühlraum grenzenden Mantelbereich, vorzugsweise im Bereich des Zwischendecks, mindestens eine Entdampfungsbohrung aufweist, wobei vorzugsweise das Rohr sich zwischen dem Feuerdeck und dem Zwischendeck erstreckt. Dadurch können Dampfansammlungen im unteren Teilkühlraum vermieden werden.

[0007] In einer besonders einfachen Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass das Rohr in die Strömungsöffnung des Feuerdecks und/oder in eine Öffnung des Zwischendecks eingepresst ist. Selbstverständlich sind aber auch andere Fügeverfahren, wie Kleben, Schweißen oder dergleichen denkbar. Das Rohr kann durch eine Metallhülse, beispielsweise aus Stahl oder aus Aluminium, bestehen.

[0008] [0009] [0010] [0011] [0012] [0013] [0014]

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Zylinderkopf in einem Schnitt gemäß der Linie l-l in Fig. 2,

Fig. 2 den Zylinderkopf in einem Schnitt gemäß der Linie ll-ll in Fig. 1,

Fig. 3 den Zylinderkopf in einem Schnitt gemäß der Linie lll-lll in Fig. 1 und

Fig. 4 den Zylinderkopf in einem Schnitt gemäß der Linie IV-IV in Fig. 1.

Die Fig. 1 bis 4 zeigen einen Zylinderkopf 1 einer kühlmittelgekühlten Brennkraftmaschi- 1 /5 österreichisches Patentamt AT508 830 B1 2012-03-15 ne. Zur Kühlung ist ein Kühlsystem vorgesehen, welches obere und untere Teilkühlräume 2, 3 im Zylinderkopf 1 durchströmt. Der obere Teilkühlraum 2 und der untere Teilkühlraum 2 sind dabei zumindest über eine Überströmöffnung 4 zwischen einer Injektorhülse 5 und dem den oberen Teilkühlraum 2 und den unteren Teilkühlraum 3 voneinander trennenden Zwischendeck 6 miteinander strömungsverbunden. An zumindest einer Längsseite 1a des Zylinderkopfes 1 ist ein durch ein Rohr 7 gebildeter Strömungskanal 8 vorgesehen, welcher den oberen Teilkühlraum 2 über eine Strömungsöffnung 9 im Feuerdeck 10 mit dem nicht weiter dargestellten Kühlmantel des Zylindergehäuses verbindet. Der untere Teilkühlraum 3 mündet über zumindest einen Kühlmittelaustritt 11b pro Zylinder in einen an der Längsseite 1b des Zylinderkopfes 1 anzuordnenden, nicht weiter dargestellten Kühlmittelsammelraum, ein. Auch der obere Teilfühlraum 2 kann über einen Kühlmittelaustritt 11a mit einem Kühlmittelsammelraum verbunden sein.

[0015] Das beispielsweise durch eine Metallhülse als aus Stahl oder Aluminium gebildete Rohr 7 ist in die Strömungsöffnung 9 des Feuerdecks 10 und in eine Öffnung 13 des Zwischendecks 6 eingepresst. Um Dampfblasen aus dem unteren Teilkühlraum 3 wirksam abzuführen, weist das Rohr 7 in einem an den unteren Teilkühlraum 3 grenzenden Bereich, insbesondere m Bereich des betriebsmäßig höchsten Punktes des unteren Teilkühlraums 3, zumindest eine Entdampfungsbohrung 12 auf.

[0016] Das Rohr 7 durchdringt den unteren Teilkühlraum 3, wobei die äußere Mantelfläche des Rohrs 7 direkt an das Kühlmittel des unteren Teilkühlraums 3 grenzt.

[0017] Die Strömungsöffnung 9 im Feuerdeck 10 und die Öffnung 13 im Zwischendeck 6 können nach dem Gießvorgang gebohrt werden. Dadurch können separate Kerne für den Steigkanal entfallen. Ein weiterer Vorteil ist, dass durch die geringe Wandstärke des Rohres 7 der untere Teilkühlraum 3 nicht durch mitgegossene Trennwände eingeschränkt wird.

[0018] Der Zylinderkopf 1 ist insbesondere für Kühlsysteme mit umgekehrter Strömungsrichtung im Zylinderkopf 1, also vom oberen Teilkühlraum 2 in den unteren Teilkühlraum 3, geeignet. Dabei kann das Kühlmittel aus den Kühlräumen eines nicht weiter dargestellten Zylinderblockes durch das Rohr 7 in den oberen Teilkühlraum 2 in den Zylinderkopf 1 einströmen und gelangt dabei über die Überströmöffnungen 4 um die Injektorhülse 5 in den unteren Teilkühlraum 3. Das Kühlmittel verlässt den Zylinderkopf 1 über seitliche Ausströmöffnungen 11a und 11b an der Längsseite 1b des Zylinderkopfes 1. 2/5

Claims

österreichisches Patentamt AT508 830 B1 2012-03-15 Patentansprüche 1. Zylinderkopf (1) für eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine mit einem an ein Feuerdeck (10) grenzenden unteren Teilkühlraum (3) und einem mit diesem über zumindest eine Überströmöffnung (4) strömungsverbundenen oberen Teilkühlraum (2), wobei der untere und der obere Teilkühlraum (3, 2) durch ein Zwischendeck (6) voneinander getrennt sind, und wobei der obere Teilkühlraum (2) über einen im Wesentlichen in Richtung der Zylinderachse ausgerichteten Strömungskanal mit einer Strömungsöffnung (9) im Feuerdeck (10) strömungsverbunden ist, wobei der Strömungskanal durch ein in die Strömungsöffnung (9) des Feuerdecks ein- oder aufgesetztes Rohr (7) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (7) zumindest in einem an den unteren Teilkühlraum (2) grenzenden Mantelbereich (7a), vorzugsweise im Bereich des Zwischendecks (6), mindestens eine Entdampfungsbohrung (12) aufweist.
2. Zylinderkopf (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (7) sich zwischen dem Feuerdeck (10) und dem Zwischendeck (6) erstreckt.
3. Zylinderkopf (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (7) in die Strömungsöffnung (9) des Feuerdecks (10) und/oder in eine Öffnung (13) des Zwischendecks (6) eingepresst ist.
4. Zylinderkopf (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (7) durch eine Metallhülse, vorzugsweise aus Stahl oder aus Aluminium, gebildet ist. Hierzu 2 Blatt Zeichnungen 3/5