DE112007000918B4

DE112007000918B4 - Zylinderkopf für einen Motor sowie Motor

Info

Publication number: DE112007000918B4
Application number: DE112007000918.7T
Authority: DE
Inventors: Todd M. Adams; Scott Beatty; James W. Brogdon; Michael P. Harmon; Humphrey Niven; James D. Peltier
Original assignee: Caterpillar Inc
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 2006-04-13
Filing date: 2007-03-20
Publication date: 2022-09-08
Anticipated expiration: 2027-03-21
Also published as: RU2432482C2; US7520257B2; CN101421503A; DE112007000918T5; RU2008144720A; WO2007120424A1; US20070240670A1; CN101421503B

Abstract

Zylinderkopf (14) für einen Motor (10), der Folgendes aufweist:ein oberes Deck (30);ein unteres Deck (32), welches einen Zylinderblockeingriffsteil (36) und ein Brennkammerflammdeck (26) definiert; undeine Seitenwand (34), die sich zwischen dem oberen Deck (30) und dem unteren Deck (32) erstreckt;wobei das Brennkammerflammdeck (26) vom Zylinderblockeingriffsteil (36) durch eine Ausnehmung (72), die in dem unteren Deck (32) des Zylinderkopfes (14) ausgeformt ist, beabstandet ist, wobei die Ausnehmung (72) einen Außenumfang des Brennkammerflammdecks (26) definiert, wodurch das Brennkammerflammdeck (26) vom Zylinderblockeingriffsteil (36) beabstandet ist, wobei sich die Ausnehmung (72) um den Außenumfang des Brennkammerflammdecks (26) erstreckt,wobei die Ausnehmung (72) in vertikaler Richtung zumindest teilweise eine Zylinderbuchse (18) eines Zylinderblocks (12) überlappt, undwobei die Ausnehmung (72) in Strömungsmittelverbindung mit einem Strömungsmittelmantel (20) um die Zylinderbuchse (18) ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf einen Zylinderkopf zur Anwendung in einem Verbrennungsmotor und insbesondere auf einen Zylinderkopf mit einer Ausnehmung, die ein Brennkammerflammdeck von einem Zylinderblockeingriffsteil trennt.
Hintergrund
Ein typischer Verbrennungsmotor weist einen Zylinderblock, einen am Block angebrachten Zylinderkopf, einen oder mehrere Kolben und eine oder mehrere Brennkammern auf. Der Zylinderblock hat mindestens eine Zylinderbohrung, die eine Zylinderauskleidung bzw. Zylinderbuchse enthält, und jeder Kolben ist verschiebbar in jeder Zylinderbuchse positioniert. Der Zylinderkopf hat einen Körper, und der Körper, der Kolben und die Zylinderbuchse definieren die Brennkammer.
Ein typischer Zylinderkopf für einen Verbrennungsmotor wird durch einen Gussprozess geformt und hat eine innere Wand, eine äußere Wand und Seitenwände. Der Zylinderkopf ist ausgelegt, um einen Gasfluss von Einlasssammelleitungen im Zylinderkopf zur Brennkammer zu steuern, und von der Brennkammer zu Auslasssammelleitungen im Zylinderkopf. Der Zylinderkopf kann drei Bereiche haben, die üblicherweise als ein oberes Deck, ein mittleres Deck und ein unteres Deck bezeichnet werden. Das untere Deck ist an dem Zylinderblock benachbart zu einer oder mehreren der Brennkammern befestigt und definiert diese teilweise. Im Allgemeinen läuft der Gasfluss durch das untere Deck des Zylinderkopfes. Falls erforderlich, kann der Zylinderkopf eine Brennstoffeinspritzvorrichtung und einen Zündmechanismus für jede Brennkammer des Verbrennungsmotors tragen. Weil jede davon Öffnungen zur Brennkammer durch das untere Deck erfordert, gibt es Bereiche am unteren Deck, die erhöhten Wärme- und Spannungsniveaus unterworfen sind, die sich während des Verbrennungsprozesses entwickeln.
Als ein Folge des Betriebes des Verbrennungsmotors sind die Brennkammer, der Zylinderkopf und der Kolben genauso wie andere Bereiche des Zylinderkopfes hohen Wärmeniveaus ausgesetzt. Die Wärme erzeugt thermische Gradienten über den Motor hinweg, die aus der Wärme des Verbrennungsprozesses und einem Kühlsystemprozess resultieren. Die thermischen Gradienten können lokale Spannungsregionen und heiße Punkte innerhalb des unteren Decks des Zylinderkopfes erzeugen, die das Potential haben, die Ausrichtung der Ventile, der Brennstoffeinspritzvorrichtung, des Zündmechanismus und anderer Komponenten im Motor zu verändern, was bewirken kann, dass der Motor nicht mehr in idealer Weise arbeitet. Wenn das untere Deck des Zylinderkopfes diese Spannungen erfährt, besteht zusätzlich die Möglichkeit, dass das untere Deck sich verformt oder reißt.
Im Allgemeinen sind Strömungsmittelflusspfade in dem Zylinderkopf vorgesehen gewesen, um die Wärme aus den heißen Bereichen zu ziehen. Die Anwendung der Flusspfade als Kühlströmungsmitteldurchlasswege hilft dabei, den Zylinderkopf nahe einer gleichförmigen Temperatur zu halten und verringert die Wahrscheinlichkeit von Brüchen, wenn die Zylinderkopftemperatur fluktuiert. US 4 690 104 A beschreibt eine solche Art eines Zylinderkopfes. US 4 690 104 A beschäftigt sich mit einem Zylinderkopf, der Stöpsel vorsieht, um den Kühlmittelfluss in Regionen von großen Querschnittsflächen zu beschleunigen. Zusätzlich sieht US 4 690 104 A mehrere Finnen vor, die an Ansatzteilen gelegen sind, um den Zylinderkopf an dem Zylinderblock zu sichern, genauso wie an zylindrischen Wänden, die die Einlass- und Auslassventile mit der Brennkammer verbinden.
Ein Nachteil bei US 4 690 104 A ist, dass weder die Stöpsel noch die Finnen zusätzliche Steifigkeit für die Innenwände des Zylinderkopfes bieten. Als eine Folge besteht die Möglichkeit, dass die Innenwände Probleme bezüglich eines Mangels an Steifigkeit und eines Versagens erfahren, und zwar wegen der zyklischen Belastungen, die durch die Verbrennung von Brennstoff in den Brennkammern erzeugt werden. Zusätzlich sieht US 4 690 104 A keinen Kühlströmungsmittelfluss in gewissen Bereichen des Motors vor, die wahrscheinlich die höchsten Temperaturen haben.
DE 689 12 457 T2 offenbart ein Kühlsystem für einen Mehrzylindermotor, der folgendes aufweist: eine Mehrzahl von in einer Reihe in einen Zylinderblock eingesetzten Zylinderlaufbüchsen aufweist, welches System einen blockseitigen Kühlmittelmantel, der die Außenumfangsabschnitte der Zylinderlaufbüchsen umgibt, so daß ein Kühlmittel von dem Unterende zu dem Oberende der Zylinderlaufbüchsen durch den Mantel fließen kann, einen stromaufwärtigen Kühlmittelverteiler, der stromaufwärts des blockseitigen Kühlmittelmantels angeordnet ist und jeden der Außenumfänge der Zylinderlaufbüchsen umgibt, und einen Hauptkühlmittelverteiler, der eine mit einem Kühlkreislauf verbundene Einlaßöffnung aufweist und stromaufwärts des stromaufwärtigen Kühlmittelverteilers an dem Unterende der Zylinderlaufbüchsen angeordnet ist und der die Zylinderlaufbüchsen gemeinsam umgibt, wobei der Hauptkühlmittelverteiler mit dem stromaufwärtigen Kühlmittelverteiler durch verengte Verbindungspassagemittel verbunden ist, die dazwischen und um den Außenumfang jeder der Zylinderlaufbüchsen herum vorgesehen sind.
DE 42 08 725 A1 , offenbart einen Motor mit einer Reihe von Zylindern sowie zwei Einlaßöffnungen und Einlaßventilen und zwei Auslaßöffnungen und Auslaßventilen pro Zylinder. Die Einlaßöffnungen sind an einer Seite einer Mittenlinie der Zylinderreihe benachbart zueinander sowie Seite an Seite in einer Richtung parallel zu der Zylinderreihe ausgerichtet. Die Auslaßöffnungen sind an der anderen Seite der Mittenlinie benachbart zueinander sowie Seite an Seite in der Richtung parallel zur Zylinderreihe so angeordnet, daß ihre Zentren um einen Abstand auseinander liegen, der größer ist als ein Abstand, unter welchem die Zentren der Einlaßöffnungen voneinander getrennt sind. Der Zylinder ist zwischen den Auslaßöffnungen mit einer „Verengungsfläche“ ausgebildet, die einen Verengungsbereich zwischen dem Zylinderkopf und dem Kolben bildet. Dadurch wird ein verengter oder komprimierter Luft-Kraftstoffgemischstrom zu den Auslaßöffnungen in der Verbrennungskammer erzeugt.
DE 21 43 734 A offenbart eine Brennkraftmaschine mit einem in den Kühlwasser-Durchgang zwischen Zylinderkopf und Kurbelgehäuse eingesetzten Zwischenrohr.
WO 2005/042955 A2 offenbart eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine mit zumindest einem Zylinderkopf, mit zumindest zwei Einlass- und zwei Auslasskanalöffnungen pro Zylinder, welche im Wesentlichen symmetrisch bezüglich zumindest einer Querebene des Zylinderkopfes angeordnet sind, mit einem an ein Feuerdeck grenzenden ersten Kühlraum und einem zumindest teilweise an den ersten Kühlraum grenzenden zweiten Kühlraum, wobei erster und zweiter Kühlraum über zumindest eine Strömungsverbindung pro Zylinder miteinander strömungsverbunden sind, wobei der erste Kühlraum über zumindest eine Durchtrittsöffnung mit einem Kühlmantel eines Zylindergehäuses verbindbar ist, wobei ein mit dem Zylinderkopf mitgegossener Aufnahmeschacht für eine Einspritzeinrichtung zumindest teilweise vom zweiten Kühlraum umgeben ist, und wobei der Aufnahmeschacht von einem an das Feuerdeck grenzenden Ringkühlraum umgeben ist, welcher mit dem zweiten Kühlraum über zumindest einen Verbindungskanal verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkühlraum über zumindest eine erste radiale Bohrung in einem unmittelbar an das Feuerdeck grenzenden Bereich des Zylinderkopfes mit zumindest einer Durchtrittsöffnung strömungsverbunden ist, dass der erste Kühlraum über zumindest eine zweite radiale Bohrung mit dem zweiten Kühlraum verbunden ist und dass die erste und/oder zweite radiale Bohrung auf der Auslassseite angeordnet ist.
Die vorliegenden Offenbarung ist darauf gerichtet, eines oder mehrere der Probleme oder einen oder mehrere der Nachteile zu überwinden, die beim Stand der Technik existieren.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Zylinderkopf mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 oder des Patentanspruchs 16 vorgesehen. Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Motor mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 vorgesehen.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Figurenliste

1 ist ein Schnittansicht eines Teils eines Motors mit einem Zylinderblock und einem Zylinderkopf.
2 ist eine Schnittansicht des Zylinderkopfes der 1 durch die Linie 2-2.
3 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils des in 1 gezeigten Motors.
4 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel eines Teils des in 3 veranschaulichten Motors.
5 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils eines Motors, ähnlich jenem, der in 3 gezeigt ist, der ein alternatives Ausführungsbeispiel einer Zylinderbuchse hat.
6 ist eine Schnittansicht eines Zylinderkopfes gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Detaillierte Beschreibung
Mit Bezug auf die Zeichnungen ist dort in 1 ein Teil eines Verbrennungsmotors 10 veranschaulicht. Der Motor 10 weist einen Zylinderblock 12 und einen Zylinderkopf 14 auf, der an dem Block 12 angebracht ist. Der Zylinderkopf 14 und der Zylinderblock 12 können unter Verwendung irgendeines geeigneten Mechanismus verbunden sein, wie dem Fachmann klar sein wird. Der Zylinderblock 12 definiert eine Zylinderbohrung 16, in der eine Zylinderauskleidung bzw. Zylinderbuchse 18 angeordnet ist. Ein Freiraum existiert zwischen einer Innenwand 78 der Zylinderbohrung 16 und der Zylinderbuchse 18. Dieser Freiraum definiert einen Zylinderströmungsmittelmantel 20, wie unten genauer beschrieben wird. Ein Kolben 22 ist verschiebbar in der Zylinderbuchse 18 positioniert. Der Kolben 22 läuft in der Zylinderbuchse 18 zwischen einer oberen Totpunktposition (TDC = Top Dead Center), d.h. der nächsten Position am Zylinderkopf 14 und einer unteren Totpunktposition (BDC =Bottom Dead Center), d.h. der Position, die am weitesten vom Zylinderkopf 14 entfernt ist. Der Kolben 22, die Zylinderbuchse 18 und der Zylinderkopf 14 definieren eine Brennkammer 24. Der Teil des Zylinderkopfes 14, der den oberen Teil der Brennkammer 24 definiert, ist ein Brennkammerflammdeck bzw. eine Brennkammerkuppel 26. In dem in 1 veranschaulichten Motor 10 sind nur eine vertikal orientierte Zylinderbohrung 16 und ein Kolben 22 in dem Zylinderblock 12 gezeigt. Jedoch kann der Zylinderblock 12 irgendeine andere herkömmliche Konstruktion aufweisen, wie beispielsweise eine „V-Konstruktion“ oder eine radiale Konstruktion, und kann irgendeine Anzahl von Bohrungen 16 und Kolben 22 gleichmäßig oder ungleichmäßig beabstandet im Zylinderblock 12 haben.
Der Zylinderkopf 14 des Motors 10 weist einen Körper 28 auf. Der Körper 28 wird durch ein oberes Deck 30, ein unteres Deck 32 und eine Seitenwand 34 definiert, die sich zwischen dem oberen Deck 30 und dem unteren Deck 32 erstrecken. Ein Teil des unteren Decks 32 ist in direktem Eingriff mit dem Zylinderblock 12 und wird hier als der mit dem Zylinderblock in Eingriff stehende Teil bzw. Zylinderblockeingriffsteil 36 bezeichnet. Der Zylinderblockeingriffsteil 36 ist eine im Allgemeinen ebene Oberfläche, wie klarer in 2 zu sehen ist. Es sei bemerkt, dass obwohl das untere Deck 32 einen Teil aufweist, der derart beschrieben ist, dass er der Zylinderblockeingriffsteil 36 ist, der Zylinderkopf mit einem Kühlwasserbund oder einer anderen Struktur in Eingriff stehen könnte. Obwohl die Unterseite des Zylinderkopfes 14 nicht direkt mit dem Zylinderblock 12 in Eingriff steht, wird somit der Zylinderkopf 14 zumindest indirekt oder teilweise darauf getragen.
2 ist eine Schnittansicht des Zylinderkopfes 14 und veranschaulicht einen Teil des Zylinderblockeingriffsteils 36 und einer Ausnehmung 72. Wie in den 1 und 2 veranschaulicht sind das Brennkammerflammdeck 26 und der Zylinderblockeingriffsteil 36 des unteres Decks 32 voneinander beabstandet. Wie gezeigt, ist der Zylinderblockeingriffsteil 36 in Umfangsrichtung vom Brennkammerflammdeck 26 beabstandet. Die Ausnehmung 72 trennt das Brennkammerflammdeck 26 und den Zylinderblockeingriffsteil 36. Der Zylinderblockeingriffsteil 36 kann auch eine Vielzahl von darin ausgeformten Öffnungen 42 aufweisen. Die Öffnungen 42 in dem Zylinderblockeingriffsteil 36 können zu einer Anzahl von Zwecken dienen. In erster Linie sind die Öffnungen 42 Befestigungsvorrichtungsöffnungen 42, die als Durchlasswege dienen können, durch die (nicht gezeigte) Befestigungsmittel geführt werden können, um den Zylinderkopf 14 am Zylinderblock 12 anzubringen. Noch weitere (nicht gezeigte) Öffnungen können ausgeformt sein, um das Gesamtgewicht des Zylinderkopfes 14 zu reduzieren.
In den 1 und 2 sind auch mehrere Flusspfade und Kanäle gezeigt, die im Zylinderkopf 14 ausgeformt sind. Es erstreckt sich eine Kühlströmungsmittelleitung 40 in den Zylinderkopf 14 von einer Quelle, wie beispielsweise von einem (nicht gezeigten) Strömungsmittelreservoir. Die Kühlströmungsmittelleitung 40 wirkt als eine Versorgungsleitung zwischen dem Reservoir und einem Zylinderkopfströmungsmittelmantel 44. Wie gezeigt, läuft die Kühlströmungsmittelleitung 40 an dem Zylinderströmungsmittelmantel 20 vorbei und liefert kein Strömungsmittel dorthin. Das Reservoir liefert auch Strömungsmittel zum Zylinderströmungsmittelmantel 20, um eine Kühlung um den Kolben 22 herum vorzusehen. Eine erste Strömungsmittelleitung 84 ist derart gezeigt, dass sie den Zylinderströmungsmittelmantel 20 mit der Ausnehmung 72 verbindet, um Strömungsmittel zur Ausnehmung 72 zu liefern. In gestrichelten Linien ist eine zweite Strömungsmittelleitung 118 gezeigt. Die zweite Strömungsmittelleitung 118 (die weiter in 4 gezeigt und beschrieben ist) verbindet den Zylinderströmungsmittelmantel 20 mit dem Zylinderkopfströmungsmittelmantel 44. Obwohl diese Strömungsmittelleitungen externe Leitungen zu sein scheinen, sei bemerkt, dass die Darstellungen hier nur schematisch sind, und die Strömungsmittelleitungen intern oder extern aufgebaut sein können, oder als eine Kombination von sowohl internen als auch externen Strömungsmittelleitungen.
Auch ist in den 1 und 3 eine Vielzahl von Bohrungen 43 gezeigt. Die Bohrungen 43 (deren Anwendung allgemein in der Technik bekannt ist) sind Durchlasswege, die durch Bohren im Zylinderkopf 14 geformt werden. Die Bohrungen 43 im veranschaulichten Ausführungsbeispiel schneiden die Ausnehmung 72, wodurch Austrittsanschlüsse 88 aus der Ausnehmung 72 definiert werden, und sie erstrecken sich in Strömungsmittelverbindung mit einem unteren Teil 90 des Zylinderkopfströmungsmittelmantels 44. Die Bohrungen können auch in Strömungsmittelverbindung mit Kanälen 45 sein, die jede (oder ausgewählte) der ersten und zweiten Zumessöffnungen 52, 54 umgeben. Um die äußeren Teile der Bohrungen 43 abzudichten, sodass die Kühlströmungsmittel nicht aus dem Zylinderkopf 14 überlaufen, werden Stöpsel 47 verwendet, um die äußeren Enden der Bohrungen 43 zu blockieren. Es sei bemerkt, dass das Strömungsmittel Wasser, Öl, Luft oder irgendein anderes Strömungsmittel sein könnte, das geeignet ist, um eine Kühlung gemäß der Erfindung vorzusehen. Es sei bemerkt, dass die Bohrungen 43 vorzugsweise innerhalb des Zylinderkopfes 14 ausgeformt sind und nicht sichtbar sein würden, wenn man das untere Deck 32 des Zylinderkopfes 14 ansieht.
Wie oben erwähnt, ist der Teil des unteres Decks 32, der über der Zylinderbohrung 16 gelegen ist und einen oberen Teil der Brennkammer 24 definiert, das Brennkammerflammdeck 26. In dem Brennkammerflammdeck 26 ist eine Vielzahl von Zumessöffnungen, die im Allgemeinen bei 50 gezeigt sind. In 1 (und deutlicher in 2) veranschaulicht, sind die erste Zumessöffnung 52 und die zweite Zumessöffnung 54. Die erste Zumessöffnung 52 und die zweite Zumessöffnung 54 können auch als Ventilsitze bezeichnet werden. Die erste Zumessöffnung 52 und die zweite Zumessöffnung 54 sehen Durchlasswege jeweils zwischen einem Einlassanschluss und einem Auslassanschluss (nicht gezeigt) in die Brennkammer 24 vor, wenn die Anschlüsse in der offenen Position sind, d.h., wenn ein jeweiliges Einlassventil 60 oder Auslassventil 62 vom Sitz abgehoben ist. Die inneren Kreise beziehen sich allgemein auf Ventilführungsbohrungen 64, 66, welche die Schäfte der Ventile tragen würden, die an diesen Positionen gelegen sind. Solche Führungen sind in der Technik allgemein bekannt.
Ein Einlassventil 60 und ein Auslassventil 62 sind in einer separaten Einlassventilkammer 64 und einer Auslassventilkammer 66 angeordnet, die im Körper 28 des Zylinderkopfes 14 ausgeformt sind, wie in 1 gezeigt. Der Betrieb der Ventile 60, 62 in hin und her laufender Weise bewirkt, dass sich die Zumessöffnungen 52 und 54 abwechselnd öffnen und schließen, wodurch gestattet wird, dass Luft durch die Zumessöffnungen 52 und 54 und in die Brennkammer 24 hinein oder aus dieser heraus fließt. Obwohl nur ein Einlassventil 60 und ein Auslassventil 62 gezeigt sind, weil 1 eine Schnittansicht ist, ist in 2 zu sehen, dass der Motor 10 zwei Einlassventile 60 und zwei Auslassventile 62 (mit einem entsprechenden Paar von ersten Zumessöffnungen 52 und zweiten Zumessöffnungen 54 aufweist). Es sei auch bemerkt, dass der Motor 10 irgendeine Anzahl von Ventilen 60, 62 und Zumessöffnungen 52, 54 aufweisen kann.
Eine Brennstoffeinspritzvorrichtung 68 ist auch im Körper 28 des Zylinderkopfes 14 positioniert. Eine Brennstoffeinspritzvorrichtungsöffnung 70 in dem Brennkammerflammdeck 26 gestattet, dass Brennstoff in die Brennkammer 24 über die Einspritzvorrichtung 68 geleitet wird. Wie gezeigt, ist die Brennstoffeinspritzvorrichtung 68 mittig in dem Brennkammerflammdeck 26 positioniert. Der detaillierte Betrieb der Einlassventile 60, der Auslassventile 62 und der Brennstoffeinspritzvorrichtung 68 gemäß dem Betrieb des Motors 10 ist allgemein in der Technik bekannt und wird nicht weiter im Detail beschrieben. Wie ebenfalls bekannt ist, bewirkt der Betrieb des Motors 10 eine Verbrennung in der Brennkammer 24. Dies wiederum bewirkt die Erzeugung von Wärme und Druck, was Spannungen zur Folge haben kann, die auf das untere Deck 32 des Zylinderkopfes 14 wirken. Es sei bemerkt, dass die Erfindung konfiguriert sein könnte, um mit einem funkengezündeten Motor zu arbeiten, in dem eine Zündkerzenöffnung und eine Zündkerze in dem Brennkammerflammdeck bzw. im Zylinderkopf vorgesehen wird.
Auch ist in 1 und teilweise in 3 die Verbindung zwischen dem oberen Deck 30, dem unteren Deck 32 und der Seitenwand 34 des Zylinderkopfes 14 gezeigt. Wie oben erwähnt, definiert ein äußerer Teil des unteren Decks 32 den Zylinderblockeingriffsteil 36. Ein unteres Ende 38 der Seitenwand 34 definiert den Zylinderblockeingriffsteil 36. In 1 ist auch das Brennkammerflammdeck 26 gezeigt. Da die Ausnehmung 72 das Brennkammerflammdeck 26 von dem Zylinderblockeingriffsteil 36 trennt, wird der Außenumfang 27 des Brennkammerflammdecks 26 nicht direkt von der Seitenwand 34 am unteren Ende 38 der Seitenwand 34 getragen. Eine innere Tragwand 35 erstreckt sich zwischen dem Außenumfang 27 des Brennkammerflammdecks 26 und verbindet das Flammdeck 26 mit der Seitenwand 34. In dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel wird das Brennkammerflammdeck 26 an der Seitenwand 34 an einer Position über dem unteren Ende 38 der Seitenwand 34 und nicht am unteren Ende 38 der Seitenwand 34 getragen.
In 3 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils des Motors 10 veranschaulicht, die die Anordnung zwischen dem Zylinderkopf 14, insbesondere der Ausnehmung 72, und dem Zylinderblock 12 genauer zeigt. Die Ausnehmung 72 definiert einen Außenumfang 27 des Brennkammerflammdecks 26. Wie in 2 gezeigt, umgibt die Ausnehmung 72 das Brennkammerflammdeck 26 und grenzt daher an die erste Ventilzumessöffnung 52 und die zweite Ventilzumessöffnung 54 und die Brennstoffeinspritzvorrichtungsöffnung 70. Die Größe der Ausnehmung 72 (der Außendurchmesser der Ausnehmung 72 in den veranschaulichten Ausführungsbeispielen) ist derart, dass die Ausnehmung 72 das Brennkammerflammdeck 26 umgibt und zumindest teilweise mit der Zylinderbohrung 16 ausgerichtet ist. Wenn der Zylinderkopf 14 und der Zylinderblock 12 zusammengebaut sind, könnte in dieser Weise ein Teil der Zylinderbohrung 16 zur Ausnehmung 72 hin offen sein. Eine solche Konfiguration ist in 5 veranschaulicht. Wie in den 1 und 3 gezeigt, trennt jedoch ein Abstandshalter 74 die Zylinderbohrung 16 von der Ausnehmung 72.
Es sei bemerkt, dass die Ausnehmung 72 irgendeine Größe, Form, irgendein Gewicht und ein Höhe haben kann. Wie gezeigt, hat die Ausnehmung 72 eine im Allgemeinen dreieckige Querschnittsform. Es sei jedoch bemerkt, dass die Ausnehmung 72 genauso eine halbovale, halbkreisförmige oder rechteckige Form haben könnte. Die Ausnehmung 72 hat ein Tiefe D in dem unteren Deck 32 des Zylinderkopfes 14, wodurch eine Trennung zwischen dem restlichen Teil des unteren Decks 32 und dem Brennkammerflammdeck 26 vorgesehen wird. Das Ausmaß, in dem sich die Ausnehmung 72 in den Körper 28 des Zylinderkopfes 14 erstreckt, kann von verschiedenen Konstruktionskriterien abhängen, was strukturelle Anforderungen des Zylinderkopfes 14 oder des Motors 10, die Menge an Wärme und Druck, der der Zylinderkopf 14 ausgesetzt sein wird, die Größe und die Leistungsanforderungen des Motors 10 und die Lage und die Größe der Strömungsmittelmäntel in dem Zylinderkopf 14 mit einschließt. Der Fachmann wird erkennen, dass viele andere Konstruktionsfaktoren berücksichtigt werden können, wenn die genaue Größe und Form der Ausnehmung 72 bestimmt werden.
In 3 definiert der Abstandshalter 74, der sich von der Außenfläche 76 der Zylinderbuchse 18 zur Innenwand 17 der Zylinderbohrung 16 erstreckt, den oberen Teil des Strömungsmittelmantels 20 um die Zylinderbuchse 18 herum. In diesem Ausführungsbeispiel wird gestattet, dass Strömungsmittel in den unteren Teil 82 des Strömungsmittelmantels 20 fließt. Der Abstandshalter 74 würde den oberen Teil vom Rest des Strömungsmittelmantels 20 abdichten. Eine Dichtung 41 könnten an der äußeren Kante des Abstandshalters 74 angeordnet sein, um einen Strömungsmittelfluss über den Abstandshalter 74 hinaus zu verhindern. Strömungsmittel wird zum unteren Teil 82 des Strömungsmittelmantels 20 von einer (nicht gezeigten) Quelle geliefert und läuft dann vom Strömungsmittelmantel 20 über eine erste Strömungsmittelleitung 84 durch den Zylinderblock 12, durch den Zylinderkopf 14 und in die Ausnehmung 72 über einen Strömungsmitteleinlassanschluss 86.
Wiederum mit Bezug auf 2 würde das Strömungsmittel dann um die Ausnehmung 72 herum und aus der Ausnehmung 72 durch die Bohrungen 43 fließen. Da die Bohrungen 43 den Zylinderkopfströmungsmittelmantel 44 schneiden, würde der Strömungsmittelmantel 44 das Strömungsmittel aufnehmen, nachdem es durch die Ausnehmung 72 läuft. Daher wirkt die Ausnehmung 72 als ein Kühlmantel um das Brennkammerflammdeck 26 herum. Es läuft auch Strömungsmittel um die Ausnehmung 72 und fließt dann durch die Bohrungen 43, um als ein unterer Strömungsmittelmantel für den Zylinderkopf zu wirken. Wie oben beschrieben wurde, könnten Kanäle 45 auch um die Zumessöffnungen 52 und 54 herum ausgeformt sein, wodurch ein Flusspfad für das Strömungsmittel um die Zumessöffnungen 52 und 54 herum vorgesehen wird, um diese Oberflächen ebenfalls zu kühlen. Es sei bemerkt, dass irgendeine Anzahl von Einlassanschlüssen 86 ausgeformt sein kann, um Strömungsmittel zur Ausnehmung 72 zu liefern. Zusätzlich kann irgendeine Anzahl von Bohrungen 43 verwendet werden, um die Ausnehmung 72 mit dem Strömungsmittelmantel 44 zu verbinden, und das Brennkammerflammdeck 26 zu kühlen.
Alternativ oder zusätzlich könnte Strömungsmittel aus der Ausnehmung über einen (schematisch in 2 gezeigten) Strömungsmittelauslassanschluss 88 flie-ßen. Wie gezeigt, ist ein Paar von Auslassanschlüssen 88 in der Ausnehmung 72 ausgeformt, wobei jeder Anschluss 88 ungefähr um 180° beabstandet ist. Es sei bemerkt, dass irgendeine Anzahl von Einlassanschlüssen 86 und Auslassanschlüssen 88 in der Ausnehmung 72 ausgeformt werden kann, und dass die Einlass- und Auslassanschlüsse 86, 88 irgendeine Beabstandung um die Ausnehmung 72 herum haben können. Jedoch wären zusätzliche Kammern, Ausnehmungen und Dichtungen nötig, um einen Strömungsmittelfluss in die Brennkammer 24 zu verhindern. Die Auslassanschlüsse 88 wären in irgendeiner geeigneten Weise in Strömungsmittelverbindung mit dem Zylinderkopfströmungsmittelmantel 44.
Wenn das Strömungsmittel aus der Ausnehmung 72 austritt, fließt das Strömungsmittel in den Zylinderkopfströmungsmittelmantel 44, der im Körper 28 des Zylinders 14 ausgeformt ist. Der Körper 28 des Zylinderkopfes 14 kann einen oder mehrere Strömungsmittelmäntel definieren. In dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel definiert der Zylinderkopfströmungsmittelmantel 44 einen unteren Teil 90 und einen oberen Teil 92. Der untere Teil 90 umgibt die Ventilkammern 64, 66 und gestattet, dass ein Kühlströmungsmittel durch den unteren Teil 90 läuft, um Wärme von einem oberen Teil 25 des Brennkammerflammdecks 26, den ersten und zweiten Zumessöffnungen 52, 54 und den Außenflächen der Brennstoffeinspritzvorrichtung 68 abzuführen. Das Strömungsmittel fließt dann in den oberen Teil 92 des Strömungsmittelmantels 44, wobei es weiter die Auslassanschlüsse und Einlassanschlüsse des Zylinderkopfes 14 kühlt, und fließt dann schließlich aus dem Zylinderkopf 14, bevor es weiter zu einem (nicht gezeigten) Wärmetauscher läuft. Es sei bemerkt, dass das Strömungsmittel so geleitet werden kann, dass es in irgendeinen Teil des Strömungsmittelmantels 44 in irgendeiner Reihenfolge fließt. Die Verwendung der Kühlströmungsmittelleitung 40 und der ersten Strömungsmittelleitung 84 kann eine genaue Steuerung der Strömungsmittelmengen gestatten, die zu jedem Bereich des Zylinderkopfes 14 geliefert werden, um die Kühlung zu erleichtern. Beispielsweise könnten fünfundsechzig Prozent (65%) des Strömungsmittelflusses durch die Kühlströmungsmittelleitung 40 fließen, sodass der Hauptteil des Strömungsmittels den Zylinderkopfströmungsmittelmantel 44 erreicht. Das restliche Strömungsmittel, fünfunddreißig Prozent (35%) könnte in den Zylinderströmungsmittelmantel und dann in die Ausnehmung 72 geleitet werden, und schließlich in den unteren Teil 90 des Zylinderkopfströmungsmittelmantels 44. Es sei bemerkt, dass diese Mengen nur beispielhaft sind, und dass irgendeine Menge des Strömungsmittelflusses durch die verschiedenen Strömungsmitteldurchlasswege geleitet werden kann.
Es sei bemerkt, dass die Dichtungen 114 und andere Mechanismen verwendet werden können, um zu verhindern, dass die Strömungsmittel in die Brennkammer 24 und in die verschiedenen Öffnungen 42, 52, 54, und 70 des Zylinderblockeingriffsteils 36 und des Brennkammerflammdecks 26 laufen. Die genauen Materialien, die genaue Struktur, Form und Lage von solchen Dichtungsmechanismen wird nicht im Detail beschrieben, da diese in der Technik allgemein bekannt sind, oder da ihre Verwendung für den Fachmann offensichtlich wäre.
Industrielle Anwendbarkeit
Im Betrieb eines Motors 10 werden hohe Wärmeniveaus in der Brennkammer 24 erzeugt. Die Wärme wird auf den gesamten Motor 10 und seine Komponenten übertragen. Wie in der Technik bekannt ist, werden Strömungsmittel als Kühlmittel verwendet, um Wärme von diesen Oberflächen zu übertragen. Verschiedene Kammern und Strömungsmittelmäntel sind in Motoren vorgesehen, um die Strömungsmittel zu enthalten und sie in dem Motor 10 und um diesen herum zu leiten. Gemäß der vorliegenden Erfindung wirkt ein Strömungsmittelfluss zur Ausnehmung 72 und in dieser auch dahingehend, dass er Teile eines Motors 10 kühlt, die nicht typischerweise gekühlt sind.
Wie ebenfalls bekannt ist, wird aufgrund der großen Wärme und der hohen Drücke ein großes Ausmaß an Spannung auf das Brennkammerflammdeck 26 aufgebracht. Um eine gesteigerte strukturelle Unterstützung vorzusehen, trennt die Ausnehmung 72 das Brennkammerflammdeck 26 vom Rest der Unterseite des Zylinderkopfes 14. Dies gestattet, dass die innere Tragwand 35 direkt den Außenumfang 27 des Brennkammerflammdecks 26 mit der Seitenwand 34 verbindet. Durch Vorsehen einer direkten Unterstützung bei einer Region des Zylinderkopfes 14, die hohen Spannungen (Biegespannung genauso wie anderen mechanischen Spannungen) unterworfen ist, wird die strukturelle Integrität des Zylinderkopfes 14 verstärkt. Da die Ausnehmung als eine Unterbrechung zwischen dem Brennkammerflammdeck 26 und dem unteren Ende 38 der Seitenwand 34 wirkt, ist die innere Tragwand 35 relativ zur Ebene des unteren Decks 30 des Zylinderkopfes 14 abgewinkelt. Daher wird die innere Tragwand 35 auf der Seitenwand 34 an einem Punkt über dem unteren Ende 38 der Seitenwand 34 getragen. Eine solche Struktur ist ein Ergebnis dessen, dass das untere Deck 32 des Zylinderkopfes 14 durch die Ausnehmung 72 in unterschiedliche Teile aufgeteilt ist. Obwohl die Tragwand 35 als ein Verbinder zwischen dem Brennkammerflammdeck 26 und dem Zylinderkopfkörper 28 beschrieben ist, sei bemerkt, dass der Zylinderkopf 14 typischerweise als eine einheitliche Struktur gegossen ist, und dass keine separate Verbindung zwischen der inneren Tragwand 35 und der Seitenwand 34 erforderlich ist. Es sei jedoch auch bemerkt, dass irgendein geeignetes Verfahren verwendet werden kann, um die innere Tragwand 35 zu erzeugen und sie zwischen dem Außenumfang 27 des Brennkammerflammdecks 26 und der Seitenwand 34 anzuschließen. Diese Struktur ist bei allen hier beschriebenen Ausführungsbeispielen gleich. Es sei auch bemerkt, dass die innere Tragwand 35 abgewinkelt, bogenförmig oder gerade sein kann (im Allgemeinen im in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel vertikal orientiert) und direkt mit dem oberen Deck 30 des Zylinderkopfes 14 verbunden sein kann, falls erwünscht. Solche Konfigurationen wirken alle dahingehend, dass sie direkt den Außenumfang 27 des Flammdecks 26 mit dem Rest des Zylinderkopfes 14 tragen.
Es sei bemerkt, dass die Ausführung der Ausnehmung 72 die Wärmeleitung entlang des gesamten unteren Decks 32 des Zylinderkopfes 14 „kurzschließen“ kann. Zusätzlich dazu, dass die Ausnehmung 72 das Brennkammerflammdeck 26 und den Zylinderblockeingriffsteil 36 trennt, und daher als eine mechanische Unterbrechung im Leitungspfad für die vom Motor 10 erzeugte Wärme wirkt, wenn Strömungsmittel in der Ausnehmung 72 fließt, wird dann die Wärme weg von den aufgeheizten Oberflächen transportiert, wodurch die Wärmeleitung vom Brennkammerflammdeck 26 zum Zylinderblockeingriffsteil 36 des Zylinderkopfes 14 verringert wird. Eine solche Unterbrechung des Wärmeleitungspfades begrenzt auch die Wärmemenge, die die Dichtungen 14 beeinflusst, die das Brennkammerflammdeck 26 umgeben, und insbesondere die äußeren Dichtungen 114 zwischen dem Zylinderblock 12 und dem Zylinderkopf 14. Daher kann die Integrität der Dichtungen 114 durch die zusätzliche Wärmeableitung verbessert werden. Da Wärme vom Brennkammerflammdeck 26 abgeführt wird, können die ersten und zweiten Zumessöffnungen 52, 54 ebenfalls etwas von der Wärme isoliert werden. Dies bietet die Möglichkeit, Verzerrungen der Zumessöffnungen 52, 54 zu verhindern, die durch Wärme und Spannung in der Brennkammer 24 verursacht werden können.
Die Auslegung der Ausnehmung 72 gestattet auch die thermische Expansion des Brennkammerflammdecks 26. Aufgrund der großen Wärmemenge, die während des Betriebs des Motors 10 erzeugt wird, könnten die Metallkomponenten des Motors 10 sich (in sehr kleinem Ausmaß) ausdehnen. Daher gibt die Ausnehmung 72 dem Brennkammerflammdeck 26 Raum sich auszudehnen, ohne den restlichen Teil 32 des Zylinderkopfes 14 zu beeinflussen. Dies verringert auch die inneren Spannungen im Zylinderkopf 14, da diese Bereiche Raum haben sich auszudehnen, anstatt die Spannung durch den gesamten Körper 28 des Zylinderkopfes 14 auszubreiten. Wenn irgendwelche Gase von innerhalb der Brennkammer 24 über die Dichtungen 114 entweichen sollten, sieht zusätzlich die Ausnehmung 72 einen Bereich vor, in dem die Gase expandieren und sich abkühlen können. Die Tatsache, dass man gestattet, dass die Gase expandieren und sich in dieser Weise abkühlen, hilft auch, das Herausblasen bzw. Heraussprengen einer Dichtung 114 zwischen dem unteren Ende 38 der Seitenwand 34 und der Oberseite des Zylinderblockes 12 zu verhindern.
Es wurde oben erwähnt, dass die Ausnehmung 72 basierend auf vielen Faktoren ausgelegt werden könnte. Ein Betrachtungspunkt bei der Konstruktion der Ausnehmung 72 ist das erwünschte Ausmaß der Abkühlung um das Brennkammerflammdeck 26 herum. Dies kommt daher, dass die Ausnehmung 72 verwendet werden kann, um bei der Wärmeabgabefunktion des Motors 10 in Kombination mit den verschiedenen Strömungsmittelmänteln 20, 44 und den Flusspfaden zu helfen, die hier beschrieben wurden und in den Figuren veranschaulicht wurden. Die Ausnehmung 72 kann konfiguriert sein, um ein Strömungsmittel vom Strömungsmittelmantel 20 des Zylinderblockes 12 aufzunehmen. Eine solche Strömungsmittelverbindung kann entweder direkt oder indirekt sein, wie unten erklärt wird.
In dem in den 1-3 veranschaulichten Ausführungsbeispiel wird ein Strömungsmittel außen um die Zylinderbuchse 18 zirkuliert und fließt über die erste Strömungsmittelleitung 84 oder einen anderen Flusspfad durch den Einlassanschluss 86. Vom Einlassanschluss 86 fließt das Strömungsmittel in die Ausnehmung 72, durch die Bohrungen 43 und dann in den unteren Strömungsmittelmantel 90 im Körper 28 des Zylinderkopfes 14, um die Außenflächen der Ventilkammern 64, 66 zu kühlen, und um auch den oberen Teil 25 des Brennkammerflammdecks 26 zu kühlen. Das Strömungsmittel fließt dann zum oberen Teil 92 des Zylinderkopfströmungsmittelmantels 44 und wird dann zu einem (nicht gezeigten) Wärmetauscher geleitet, wo die Wärme von den Strömungsmitteln abgeführt wird, bevor die Strömungsmittel einen weiteren Durchgang durch den oben beschriebenen Kreislauf ausführen. Die Ausnehmung 72 wird verwendet, um eine zusätzliche Kühlung der aufgeheizten Oberflächen des Motors 10 vorzusehen. Insbesondere gestattet die Ausnehmung 72, dass Strömungsmittel direkt um das Brennkammerflammdeck 26 zwischen dem Flammdeck 26 und dem Zylinderblockeingriffsteil 36 fließt. Wie oben beschrieben, richtet im ersten Ausführungsbeispiel die Strömungsmittelleitung 84 eine Strömungsmittelverbindung zwischen dem Strömungsmittelmantel 20 und der Ausnehmung 72 ein. Der Strömungsmittelmantel 20 ist daher eine indirekte Verbindung mit der Ausnehmung 72.
Es sei bemerkt, dass die Anwendung der Bohrungen 43, der Kühlströmungsmittelleitung 40 und der Ausnehmung 72, um ein Strömungsmittel zu leiten, um bei der Abkühlung der inneren Teile des Zylinderkopfes 14 zu helfen, auch verwendet werden kann, um die Strömungsmittelmenge zu steuern, die zu speziellen Stellen geleitet wird. Wenn beispielsweise eine zusätzliche Kühlung um das Brennkammerflammdeck 26 herum erforderlich ist, könnte der Fluss durch die erste Strömungsmittelleitung 84 vergrößert werden, während der Fluss durch die Kühlströmungsmittelleitung 40 verringert wird. In ähnlicher Weise könnten Bohrungen 43 hinzugefügt werden oder weggelassen werden, und zwar abhängig davon, ob eine Kühlung um spezielle Zumessöffnungen herum (nur die Einlassventilsitze oder die Auslassventilsitze) erwünscht ist.
In 4 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht. In 4 ist ein Zylinderkopf 116 mit im Wesentlichen der gleichen Struktur gezeigt, wie der in 1 gezeigte Zylinderkopf 14. Jedoch erstreckt sich in diesem Ausführungsbeispiel die zweite Strömungsmittelleitung 118 vom Zylinderströmungsmittelmantel 20 und in den Zylinderkopfströmungsmittelmantel 44. Daher gibt es in diesem Ausführungsbeispiel keinen Strömungsmittelfluss in die Ausnehmung 72. Jedoch gibt das Vorsehen der Ausnehmung 72 in diesem Ausführungsbeispiel dem Brennkammerflammdeck 120 Raum zur Ausdehnung und Kontraktion aufgrund Veränderungen der thermischen Spannung die auf das Brennkammerflammdeck 120 wirkt. Sollten irgendwelche Gase, die während des Verbrennungsprozesses gebildet werden, aus der Brennkammer 122 durch die Dichtungen 114 entweichen, sieht zusätzlich der Freiraum, der durch die Ausnehmung 72 erzeugt wird, einen Bereich vor, in dem die Gase sich abkühlen können. Eine solche Abkühlung verhindert einen zusätzlichen Grund für einen gesteigerten Druck, der auf den Zylinderkopf 116 wirkt.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel, wie es beispielsweise in 5 gezeigt ist, wird ein alternatives Ausführungsbeispiel einer Zylinderbuchse 112 bei dem Motor 10 der 1 verwendet. Die Zylinderbuchse 112 weist keinen Abstandshalter 74 auf, wie jenen, der an der Zylinderbuchse 18 ausgeformt ist. Daher gibt es einen direkten Strömungsmittelflusspfad 110 vom Zylinderkopfströmungsmittelmantel 44 um die Zylinderbuchse 112 herum in die Ausnehmung 72. Daher kann Strömungsmittel entlang des Hauptteils der Länge L der Zylinderbuchse 112 fließen. Da der Zylinderströmungsmittelmantel 20 in direkter Strömungsmittelverbindung mit der Ausnehmung 72 ist, sind zusätzlich keine Strömungsmittelleitungen oder Strömungsmitteleinlassanschlüsse erforderlich, wodurch die Herstellung des Motors 10 vereinfacht wird und Zeit und Kosten verringert werden, die mit der Herstellung des Motors 10 assoziiert sind. Da es eine direkte Strömungsmittelverbindung zwischen dem Zylinderströmungsmittelmantel 20 und der Ausnehmung 72 gibt, ist auch ein oberer Teil der Zylinderbuchse 112 dem Strömungsmittel ausgesetzt. Dies ist eine Stelle, die nicht typischerweise gekühlt wird; daher kann eine zusätzliche Kühlung des Motors 10 erreicht werden. Strömungsmittel würde aus der Ausnehmung 72 über einen Verbindungskanal 111 austreten. Somit könnte das Strömungsmittel in den Zylinderkopfströmungsmittelmantel 44 fließen. Von dort würde das Strömungsmittel im Wesentlichen so fließen, wie oben beschrieben. Es sei bemerkt, dass diese Konfiguration angepasst werden kann, um auch mit den Ausführungsbeispielen zu arbeiten, die in irgendeiner der anderen Figuren gezeigt sind, und dass sie als ein sekundärer Strömungsmittelflusspfad wirken kann, wenn eine solche Konfiguration erwünscht ist.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel des Zylinderkopfes 106, der in 6 gezeigt ist, ist eine Ausnehmung ähnlich der Ausnehmung 72, die in den 1-3 gezeigt ist, im unteren Deck 96 des Zylinderkopfes 106 als ein Paar von Ausnehmungen 94 ausgebildet. Jede Ausnehmung 94 ist ein Halbkreis und umgibt teilweise den Außenumfang 27 des Brennkammerflammdecks 108. Ein Einlassanschluss 98 ist an einem ersten Ende 100 von jeder Ausnehmung 94 ausgeformt, und ein Auslassanschluss 102 ist an einem zweiten Ende 104 jeder Ausnehmung 94 ausgeformt. Jeder Einlassanschluss 98 und Auslassanschluss 102 ist derart gezeigt, dass er an gegenüberliegenden Enden von jeder Ausnehmung 94 liegt. Dies ermöglicht, dass das Strömungsmittel von jedem Einlassanschluss 98 um die Ausnehmung 94 herum und aus dem Auslassanschluss 102 fließt, wodurch es um den Außenumfang 27 des Brennkammerflammdecks 26 herum fließt und dieses kühlt. Es sei bemerkt, dass die Ausnehmung 94 weiter aufgeteilt sein kann, falls erwünscht, um mehrere Ausnehmungen zu bilden, wobei jede einen Einlassanschluss 98 (mit einer Strömungsmittelleitung oder in direkter Strömungsmittelverbindung mit dem Zylindermantel 20 verbunden, wie in 5 gezeigt) und einen Auslassanschluss 102 hat (der mit einem Strömungsmittelmantel oder einer Rückleitung verbunden ist). Es sei bemerkt, dass die Bohrungen 43 auch bei diesem Ausführungsbeispiel verwendet werden könnten, um die Ausnehmung 72 mit einem Strömungsmittelmantel zu verbinden, der im Zylinderkopf 14 ausgeformt ist.

Claims

Zylinderkopf (14) für einen Motor (10), der Folgendes aufweist: ein oberes Deck (30); ein unteres Deck (32), welches einen Zylinderblockeingriffsteil (36) und ein Brennkammerflammdeck (26) definiert; und eine Seitenwand (34), die sich zwischen dem oberen Deck (30) und dem unteren Deck (32) erstreckt; wobei das Brennkammerflammdeck (26) vom Zylinderblockeingriffsteil (36) durch eine Ausnehmung (72), die in dem unteren Deck (32) des Zylinderkopfes (14) ausgeformt ist, beabstandet ist, wobei die Ausnehmung (72) einen Außenumfang des Brennkammerflammdecks (26) definiert, wodurch das Brennkammerflammdeck (26) vom Zylinderblockeingriffsteil (36) beabstandet ist, wobei sich die Ausnehmung (72) um den Außenumfang des Brennkammerflammdecks (26) erstreckt, wobei die Ausnehmung (72) in vertikaler Richtung zumindest teilweise eine Zylinderbuchse (18) eines Zylinderblocks (12) überlappt, und wobei die Ausnehmung (72) in Strömungsmittelverbindung mit einem Strömungsmittelmantel (20) um die Zylinderbuchse (18) ist.
Zylinderkopf (14) nach Anspruch 1, wobei die Ausnehmung (72) eine dreieckige Querschnittsform oder eine halbovale Querschnittsform oder eine Halbkreisform oder eine Rechteckform hat.
Zylinderkopf (14) nach Anspruch 1, wobei die Ausnehmung (72) in indirekter Strömungsmittelverbindung mit dem Strömungsmittelmantel (20) ist.
Zylinderkopf (14) nach Anspruch 1, wobei die Ausnehmung (72) in direkter Strömungsmittelverbindung mit dem Strömungsmittelmantel (20) ist.
Zylinderkopf (14) nach Anspruch 4, wobei die Ausnehmung (72) einen Außenumfang (27) hat, der bemessen und geformt ist, um zumindest teilweise zur Größe und Form eines Außenumfangs des Strömungsmittelmantels (20) um die Zylinderbuchse (18) herum zu passen.
Zylinderkopf (14) nach Anspruch 1, wobei der Zylinderblockeingriffsteil (36) ein unteres Ende (38) der Seitenwand (34) ist, und wobei das Brennkammerflammdeck (26) an der Seitenwand (34) an einer Position über dem Zylinderblockeingriffsteil (36) getragen wird.
Zylinderkopf (14) nach Anspruch 6, wobei das Brennkammerflammdeck (26) auf der Seitenwand (34) durch eine innere Tragwand (35) getragen wird, die zwischen dem Brennkammerflammdeck (26) und der Seitenwand (34) positioniert ist.
Motor (10), der Folgendes aufweist: einen Zylinderblock (12) mit einer Zylinderbohrung (16) und einem Kolben (22), der verschiebbar in der Zylinderbohrung (16) positioniert ist; und einen Zylinderkopf (14) mit einem unteren Deck (32), das mit dem Zylinderblock (12) verbunden ist, wobei das untere Deck (32) einen Zylinderblockeingriffsteil (36) und ein Brennkammerflammdeck (26) definiert; wobei das Brennkammerflammdeck (26) von dem Zylinderblockeingriffsteil (36) durch eine Ausnehmung (72) beabstandet ist, die sich um den Außenumfang des Brennkammerflammdecks (26) erstreckt, wobei die Ausnehmung (72) in vertikaler Richtung zumindest teilweise eine Zylinderbuchse (18) überlappt, welche in dem Zylinderblock (12) angeordnet ist, und wobei die Ausnehmung (72) in Strömungsmittelverbindung mit einem Strömungsmittelmantel (20) um die Zylinderbuchse (18) ist.
Motor (10) nach Anspruch 8, wobei der Strömungsmittelmantel (20) von einer Außenumfangsfläche der Zylinderbuchse (18) und einer Innenwand (35) der Zylinderbohrung (16) definiert ist; wobei ein Teil der Ausnehmung (72) im Zylinderkopf (14) mit dem Strömungsmittelmantel (20) ausgerichtet ist, wodurch ein direkter Strömungsmittelpfad zwischen dem Strömungsmittelmantel (20) und der Ausnehmung (72) definiert wird.
Motor (10) nach Anspruch 9, wobei der Strömungsmittelmantel (20) sich entlang eines Hauptteils der Länge der Zylinderbuchse (18) erstreckt.
Motor (10) nach Anspruch 8, wobei der Strömungsmittelmantel (20) von einer Außenumfangsfläche (76) der Zylinderbuchse (18) und einer inneren Wand der Zylinderbohrung (16) definiert ist, wobei die Zylinderbuchse (18) einen Abstandshalter (74) aufweist, der sich von einer Außenfläche der Zylinderbuchse (18) zur Innenwand der Zylinderbohrung (16) erstreckt, um einen Kühlkanal (45) in dem Strömungsmittelmantel (20) zu bilden; und wobei der Kühlkanal (45) in Strömungsmittelverbindung mit der Ausnehmung (72) des Zylinderkopfes (14) über eine Strömungsmittelleitung (84) ist.
Motor (10) nach Anspruch 8, wobei die Ausnehmung (72) ein Paar von Auslassanschlüssen (88) aufweist, sodass Strömungsmittel aus der Ausnehmung (72) von jedem der Auslassanschlüsse (88) austreten kann.
Motor (10) nach Anspruch 12, wobei die Auslassanschlüsse (88) in Strömungsmittelverbindung mit einem zweiten Strömungsmittelmantel sind, der in dem Zylinderkopf (14) ausgeformt ist.
Motor (10) nach Anspruch 8, wobei der Zylinderkopf (14) einen Körper (28) aufweist, der von einem oberen Deck (30), dem unteren Deck (32) und einer Seitenwand (34), die sich zwischen dem oberen Deck (30) und dem unteren Deck (32) erstreckt, definiert wird; wobei der Zylinderblockeingriffsteil (36) ein unteres Ende der Seitenwand (34) ist, und wobei das Brennkammerflammdeck (26) an der Seitenwand (34) an einer Position über dem Zylinderblockeingriffsteil (36) getragen wird; und wobei das Brennkammerflammdeck (26) auf der Seitenwand (34) durch eine innere Tragwand (35) getragen wird, die zwischen dem Brennkammerflammdeck (26) und der Seitenwand (34) positioniert ist.
Motor (10) nach Anspruch 14, wobei die innere Tragwand (35) relativ zur Ebene des unteren Decks (32) des Zylinderkopfes (14) abgewinkelt ist.
Zylinderkopf (14), der Folgendes aufweist: ein oberes Deck (30); ein unteres Deck (32), welches einen Zylinderblockeingriffsteil (36) und ein Brennkammerflammdeck (26) definiert; und eine Seitenwand (34), die sich zwischen dem oberen Deck (30) und dem unteren Deck (32) erstreckt; wobei das Brennkammerflammdeck (26) vom Zylinderblockeingriffsteil (36) durch eine Ausnehmung (72) beabstandet ist, die sich um den Außenumfang des Brennkammerflammdecks (26) erstreckt, wobei der Zylinderblockeingriffsteil (36) ein unteres Ende der Seitenwand (34) ist, und wobei das Brennkammerflammdeck (26) an der Seitenwand (34) an einer Position über dem Zylinderblockeingriffsteil (36) durch eine innere Tragwand (35) getragen wird, die zwischen dem Brennkammerflammdeck (26) und der Seitenwand (34) positioniert ist, wobei die Ausnehmung (72) in vertikaler Richtung zumindest teilweise eine Zylinderbuchse (18) überlappt, welche in einem Zylinderblock (12) angeordnet ist, und wobei die Ausnehmung (72) in Strömungsmittelverbindung mit einem Strömungsmittelmantel (20) um die Zylinderbuchse (18) ist.
Zylinderkopf (14) nach Anspruch 16, wobei die innere Tragwand (35) sich von einem Außenumfang des Brennkammerflammdecks (26) zur Seitenwand (34) des Zylinderkopfes (14) erstreckt.