DE102018001290A1

DE102018001290A1 - Zylinderkopf für eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102018001290A1
Application number: DE102018001290.6A
Authority: DE
Inventors: Georg Talan; Giselher Exel
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2018-02-19
Filing date: 2018-02-19
Publication date: 2019-08-22

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Zylinderkopf (10) für eine Verbrennungskraftmaschine, welcher durch Gießen hergestellt ist und wenigstens zwei mit einem Zylinder der Verbrennungskraftmaschine fluidisch verbindbare und durch das Gießen hergestellte Auslasskanäle (12) aufweist, mittels welchen Abgas aus dem Zylinder abführbar ist, umfassend einen wenigstens einen durch das Gießen hergestellten, mit den Auslasskanälen (12) fluidisch verbundenen und von Luft durchströmbaren Luftkanal (16), über welchen die den Luftkanal durchströmende Luft direkt in die Auslasskanäle (12) einleitbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Zylinderkopf für eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Ein solcher Zylinderkopf für eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, ist beispielsweise bereits der DE 196 35 535 A1 als bekannt zu entnehmen. Der Zylinderkopf ist dabei durch Gießen, das heißt mittels eines Gießverfahrens hergestellt und weist wenigstens zwei Auslasskanäle auf, welche mit einem den Auslasskanälen gemeinsamen Zylinder der Verbrennungskraftmaschine fluidisch verbindbar sind. Mittels der Auslasskanäle ist Abgas der Verbrennungskraftmaschine aus dem Zylinder abführbar. Mit anderen Worten kann das im Zylinder entstehende Abgas über die dem Zylinder gemeinsamen Auslasskanäle aus dem Zylinder ausströmen. Dabei sind die Auslasskanäle durch das Gießen, mittels welchem auch der Zylinderkopf insgesamt hergestellt ist, hergestellt.
Des Weiteren offenbart die DE 10 2007 020 927 A1 einen Zylinderkopf für eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, mit einem mit einem Zylinder verbindbaren Strömungskanal zur Abgasabfuhr oder Frischluftzufuhr. Ferner weist der Zylinderkopf einen über einen Verbindungskanal mit dem Strömungskanal verbundenen Luftkanal zur Einblasung von Gas, insbesondere Abgas, Frischluft oder Kurbelgehäusegas, in den Strömungskanal auf. Dabei ist es vorgesehen, dass der Luftkanal durch Gießen hergestellt ist. Außerdem ist aus der EP 2 003320 B1 ein Zylinderkopf bekannt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Zylinderkopf der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass sich auf besonders kostengünstige Weise eine vorteilhafte Sekundärlufteinblasung realisieren lässt.
Diese Aufgabe wird durch einen Zylinderkopf mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
Um einen Zylinderkopf der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass auf besonders kostengünstige Weise eine vorteilhafte Sekundärlufteinblasung realisiert werden kann, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Zylinderkopf wenigstens einen durch das Gießen, durch welches der Zylinderkopf insgesamt und somit auch die Auslasskanäle hergestellt sind, hergestellten und mit den Auslasskanälen fluidisch verbundenen und von Luft durchströmbaren Luftkanal aufweist, über welchen die den Luftkanal durchströmende Luft direkt in die Auslasskanäle einleitbar ist. Da der Luftkanal mit den jeweiligen Auslasskanälen fluidisch verbunden ist, ist der Luftkanal ein Verbindungskanal, über welchen beispielsweise die Auslasskanäle fluidisch miteinander verbunden sind. Dabei mündet der Luftkanal direkt in den jeweiligen Auslasskanal, sodass die Luft, die zunächst in den Luftkanal eingeleitet wird, den Luftkanal durchströmen und daraufhin aus dem Luftkanal ausströmen und dadurch direkt in den jeweiligen Auslasskanal einströmen kann. Hierdurch kann in das die Auslasskanäle durchströmende Abgas die den Luftkanal durchströmende Luft eingebracht, insbesondere eingeblasen, werden, wobei die den Luftkanal durchströmende Luft die Verbrennungskraftmaschine umgeht. Dies bedeutet, dass die auch als Sekundärluft bezeichnete Luft, die über den Luftkanal in die Auslasskanäle eingebracht wird, nicht durch die Verbrennungskraftmaschine und insbesondere nicht durch deren Brennräume strömt, sondern die Sekundärluft wird unter Umgehung der Verbrennungskraftmaschine in das Abgas eingebracht. Hierdurch kann eine besonders vorteilhafte Sekundärlufteinblasung realisiert werden. Da dabei der Luftkanal durch das Gießen und somit in Guss hergestellt ist, können die Kosten und die Taktzeiten zum Herstellen, insbesondere zum Bearbeiten, des Zylinderkopfes besonders gering gehalten werden, sodass der Zylinderkopf zeit- und kostengünstig hergestellt werden kann. Außerdem kann der Bauraumbedarf des Zylinderkopfes besonders gering gehalten werden.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Zeichnung zeigt in der einzigen Fig. ausschnittsweise eine schematische und perspektivische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Zylinderkopfes für eine Verbrennungskraftmaschine.
Die einzige Fig. zeigt ausschnittsweise in einer schematischen und perspektivischen Schnittansicht einen Zylinderkopf 10 für eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs. In ihrem vollständig hergestellten Zustand weist die Verbrennungskraftmaschine ein beispielsweise als Zylindergehäuse, insbesondere als Zylinderkurbelgehäuse, ausgebildetes Motorgehäuse auf, durch welches mehrere Brennräume in Form von Zylindern gebildet sind. Der Zylinderkopf 10 ist dabei ein separat von dem Motorgehäuse ausgebildetes und im vollständig hergestellten Zustand der Verbrennungskraftmaschine mit dem Motorgehäuse verbundenes Gehäuseelement, wobei der Zylinderkopf 10 durch Gießen, das heißt mittels eines Gießverfahrens hergestellt ist.
Den Zylindern der Verbrennungskraftmaschine sind jeweils wenigstens oder genau zwei Auslasskanäle 12 des Zylinderkopfes 10 zugeordnet. In der Fig. sind insgesamt vier Auslasskanäle 12 des Zylinderkopfes 10 erkennbar, sodass zwei erste der in der Fig. erkennbaren Auslasskanäle 12 einem ersten der Zylinder und zwei zweite der zweite Auslasskanäle 12 einem zweiten der Zylinder der Verbrennungskraftmaschine zugeordnet sind. Im vollständig hergestellten Zustand der Verbrennungskraftmaschine ist der jeweilige Zylinder mit den jeweiligen, dem jeweiligen Zylinder zugeordneten Auslasskanälen 12 fluidisch verbunden, sodass Abgas, welches in dem jeweiligen Zylinder entsteht, aus dem jeweiligen Zylinder aus- und in die jeweiligen, dem jeweiligen Zylinder zugeordneten Auslasskanäle 12 einströmen kann. Hierdurch wird das Abgas aus dem jeweiligen Zylinder mittels der jeweiligen Auslasskanäle 12 abgeführt. Dabei sind die Auslasskanäle 12 durch das Gießen beziehungsweise mittels des Gießverfahrens, mittels welchem der Zylinderkopf 10 insgesamt hergestellt ist, hergestellt, sodass die Auslasskanäle 12 in Guss ausgebildet sind. Die jeweiligen, dem jeweiligen Zylinder zugeordneten zwei Auslasskanäle 12 bilden ein Auslasskanalpaar 14.
Um nun auf besonders kostengünstige Weise eine besonders vorteilhafte Sekundärlufteinblasung realisieren zu können, weist der Zylinderkopf 10 je Auslasskanalpaar 14 wenigstens oder vorzugsweise genau einen Luftkanal 16 auf, welcher jeweils fluidisch mit den jeweiligen Auslasskanälen 12 des jeweiligen Auslasskanalpaars 14 verbunden ist. Dies bedeutet, dass der Luftkanal 16 in jeweilige Auslasskanäle 12 mündet. Der Luftkanal 16 ist von Luft durchströmbar, sodass über den Luftkanal 16 die den Luftkanal 16 durchströmende Luft direkt in die jeweiligen Auslasskanäle 12 des jeweiligen Auslasskanalpaars 14 einleitbar ist. Die Luft, welche über den Luftkanal 16 direkt in die Auslasskanäle 12 eingeleitet wird, wird auch als Sekundärluft bezeichnet, sodass das Einleiten der Sekundärluft in die Auslasskanäle 12 als Sekundärlufteinblasung bezeichnet wird. Die Sekundärluft umgeht dabei die Zylinder der Verbrennungskraftmaschine, sodass die Sekundärluft nicht die Zylinder durchströmt, sondern die Sekundärluft strömt unter Umgehung der Zylinder durch den jeweiligen Luftkanal 16 und über diesen in die jeweiligen Auslasskanäle 12. Dadurch wird die Sekundärluft direkt in das die Auslasskanäle 12 durchströmende Abgas eingebracht. Dies Sekundärluft kann beispielsweise mit im Abgas enthaltenen unverbrannten Kohlenwasserstoffen, insbesondere in wenigstens einem Katalysator, verbrennen, um dadurch eine besonders hohe Abgastemperatur und in der Folge eine hohe Temperatur des Katalysators bewirken zu können.
Wie ferner aus der Fig. erkennbar ist, ist dem jeweiligen Luftkanal 16 wenigstens oder genau ein Zuführkanal 18 zugeordnet, welcher direkt in den jeweils zugeordneten Luftkanal 16 mündet. Über den jeweiligen Zuführkanal 18 ist die Sekundärluft in den jeweiligen Luftkanal 16 einleitbar. Dies bedeutet, dass die Sekundärluft auf ihrem Weg in die Auslasskanäle 12 zunächst den Zuführkanal 18 und dann den Luftkanal 16 durchströmt und dann in den Auslasskanal 12 einströmt. Dabei ist der jeweilige Zuführkanal 18 vorzugsweise durch mechanisches Bearbeiten, insbesondere durch spanendes Bearbeiten, hergestellt. Vorzugsweise ist der jeweilige Zuführkanal 18 durch Bohren hergestellt, sodass der jeweilige Zuführkanal 18 beispielsweise als Luftzufuhrbohrung ausgebildet ist. Dadurch kann der Zylinderkopf 10 besonders einfach und kostengünstig hergestellt werden. Da den jeweils zwei Auslasskanälen 12 der genau eine Luftkanal 16 zugeordnet ist, können die Kosten des Zylinderkopfes 10 in einem besonders geringen Rahmen gehalten werden.
Bezugszeichenliste

10: Zylinderkopf
12: Auslasskanal
14: Auslasskanalpaar
16: Luftkanal
18: Zuführkanal

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 19635535 A1 [0002]
DE 102007020927 A1 [0003]
EP 2003320 B1 [0003]

Claims

Zylinderkopf (10) für eine Verbrennungskraftmaschine, welcher durch Gießen hergestellt ist und wenigstens zwei mit einem Zylinder der Verbrennungskraftmaschine fluidisch verbindbare und durch das Gießen hergestellte Auslasskanäle (12) aufweist, mittels welchen Abgas aus dem Zylinder abführbar ist, gekennzeichnet durch wenigstens einen durch das Gießen hergestellten, mit den Auslasskanälen (12) fluidisch verbundenen und von Luft durchströmbaren Luftkanal (16), über welchen die den Luftkanal durchströmende Luft direkt in die Auslasskanäle (12) einleitbar ist.
Zylinderkopf (10) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen in den Luftkanal (16) mündenden und von der Luft durchströmbaren Zuführkanal (18), über welchen die Luft in den Luftkanal (16) einleitbar ist.
Zylinderkopf (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuführkanal (18) durch mechanisches Bearbeiten des Zylinderkopfes (10) hergestellt ist.
Zylinderkopf (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuführkanal (18) durch spanendes Bearbeiten, insbesondere durch Bohren, hergestellt ist.