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Zylinderkopf für luftgekühlte Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht
sich auf einen Zylinderkopf für luftige= kühlte Brennkraftmaschinen mit zwei hängenden
Ventilen, im wesentlichen bestehend aus einer Bodenplatte und einem als Kipphebelgehäuse
gestalteten Oberteil, die miteinander durch dazwischenliegende Bauteile verbunden
sind, die aus zwei zu der Kühlluftausströmseite des Zylinderkopfes hin verlaufenden
Ventilkanälen, aus-etwa parallel zur Zylinderachse sich erstrecken kenden Kühlrippen
und Wänden und einem an der Kühllufteintrittsseite angeordneten Brennraumaufbau
bestehen, zwischen denen erste Kühlluftwege liegen, die sich zwischen den Ventilkanälen
von der Stegpartie zwischen Ein- und Auslaßventilsitz zur Kühl= luftauströmseite
hin erstrecken, sowie zweite Kühlluflwege, die von der Kühllufteintrittsseite ausgehend
neben und über dem Brennraumaufbau , in Richtung der Zylinderachse gesehen, schräg
auf die Stegpartie zu laufen.
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Zu den besonders kühlbedürftigen Stellen eines Zylinderkopfes der
vorstehend beschriebenen Bauart gehören der Brennraumaufbau, die Stegpartie zwischen
den Ventilsitzen, der Auslaßkanal und die Einspritzdüse. Die Aufgabe der Erfindung
besteht darin, für eine verbesserte Kühlung dieser Stellen zu sorgen und damit die
Betriebssicherheit einer Luftgekühlten Brennkraftmaschine zu steigern.
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Diese Aufgabe wird an einem Zylinderkopf der eingangs beschriebenen
Bauart erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Zuströmt öffnungen der zweiten Kühlluftwege
nahezu die gesamte von den Kühlrippen, den Wänden und dem Brennraumaufbau frei gelassene
Fläche zwischen Bodenplatte und Oberteil an der Kühllufteintrittsa
seite
einnehmen und daß der Zylinderkopf an seinen der Kühl lufteintrittsseite benachbarten
Längsseiten mindestens in der Nähe der Kühllufteintrittsseite von Leitwänden für
die Kühl= luft umgeben ist.
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Die vorgenannten Maßnahmen bewirken , daß praktisch die gesamte an
der Kühllufteintrittsseite zuströmende Kühl luft den Brenn= raumaufbau, die Stegpartie
und die Innenseiten der Ventilkanäle bestreicht und damit diese Stellen wirksam
kühlt. Von den Ven= tilkanälen ist an sich nur der Auslaßkanal besonders kühlbe=
dürftig, aber auch am Einlaßkanal läßt sich Wärme aus dem Zy= linderkopf abfuhren,
wodurch das allgemeine Temperaturniveau desselben gesenkt wird, was wiederum den
besonders kühlbedürf= tigen Stellen zu Gute kommt.
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Ein möglichst geringer Wärmeübergang von dem heißen Brennraum= aufbau
zur Einspritzdüse wird vorteilhaft dadurch erreicht, daß ein auf dem Brennraumaufbau
angeordneter Einspritzdüsenhalter nahezu vollständig aus dem Brennraumaufbau herausragt.
Der Düsen= halter wird demzufolge durch die vorbeiströmende Kühlluft gekühlt,was
zu einer Senkung der Temperatur der Einspritzdüse führt.
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Eine allzustarke Aufheizung der Einspritzdüse wird vorteilhaf.t auch
noch dadurch vermieden, daß im Kühlluftstrom vor und/oder hinter dem Einspritzdüsenhalter
eine aus dem Brennraumaufbau herauswachsende Kühlrippe angebracht ist, deren Breite
annähernd dem Durchmesser des Einspritzdüsenhalters entspricht. Die große Breite
der Kühlrippe verleiht ihr einen großen Wärmeleitquer= schnitt und versetzt sie
damit in.die lage größere Wärmemengen oben aus dem Brennraumaufbau abzuleiten und
damit die Einsprltzdüse kühl zu halten.
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Zweckmäßig werden die Außenseiten der Ventilkan,äle dadurch zur Wärmeableitung
aus dem Zylinderkopf herangezogen, daß sich die Leitwände entlang den Ventilkanälen
erstrecken und mit
denselben dritte Kühlluftwege begrenzen, die
über Verbindungs= öffnungen, die im Strömungsweg der Kühlluft vor der Stegpartie
liegen, mit Teilen der zweiten Kühlluftwege verbunden sowie an der Kühlluftausströmseite
offen sind.
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Shtsprechend dem geringeren Kühlbedarf des Einlaßkanales gegen= über
dem Auslaßkanal ist die in der Nähe des Einlaßkanales gew legene Verbindungsöffnung
zweckmäßig kleiner als die in der Nähe des Auslaßkanales gelegene Verbindungsöffnung.
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Damit an den Seiten des Brennraumaufbaus möglichst viel Wärme abgeführt
werden kann, sind die neben dem Brennraumaufbau verc laufenden zweiten Kühlluftwege
vorteilhaft jeweils durch eine aus dem Brennraumaufbau herauswachsende Kühlrippe
unterteilt, die sich senkrecht zur Zylinderachse erstreckt.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungs= gegenstandes
dargestellt.
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Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch den Zylinderkopf längs der Linie
I-I in Fig. 2.
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Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch den Zylinderkopf längs der Linie
II-II in Fig. 1.
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Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch den Zylinderkopf ohne Kühl= luftleitwände
längs der Linie III-III in Fig.2.
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Fig. 4 zeigt eine Ansicht des Zylinderkopfes mit abgenommener vorderer
Kühlluftleitwand in Richtung des Pfeiles IV in Fig. 1 gesehen.
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Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch den Brennraumaufbau längs der Linie
V-V in Fig. 4.
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Der Zylinderkopf besteht aus einer unteren Platte 1, die mit dem Oberteil
2 durch die Ventilkanäle 3 und 4, die Eintritts leitwände 5 und 6, den Brennraumaufbau
7 bzw. die aus ihm herauswachsende Kühlrippe 8 und die Kühlrippen 9, 10 und 11 verbunden
ist. Die untere Platte 1 bildet den Boden des Zy= linders der sonst nicht dargestellten
Brennkraftmaschine und enthält die Ventilsitze 12 und 13 für die beiden hängend
ange= ordnetçntebenfalls nicht dargestellten Ventile. Das Oberteil 2 bildet den
Boden des nicht dargestellten Kipphebelgehäuses für den Ventilantrieb. Zwischen
der unteren Platte 1 und dem Ober= teil 2, den Ventilkanälen 3 und 4, den Wänden
5 und 6 und den Kühlrippen 8, 9, 10 und 11 befinden sich Hohlräume, durch welche
die in Richtung der in Fig. 2 eingezeichneten Pfeile zuströmende Kühlluft ihren
Weg nehmen kann. Die Hohlräume bilden erste Kühlluftwege 14, die von der unteren
Platte 1, dem Oberteil 2 und den Ventilkanälen 3 und 4 sowie den Kühlrippen 9 begrenzt
werden und die sich von der Stegpartie 15 zwischen den Ventil= sitzen 12 und 13
zur Kühlluftausströmseite 16 erstrecken.
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Zweite Kühlluftwege 17 gehen von der Kühllufteintrittsseite 18 aus
und verlaufen zwischen den Wänden 5 und 6, sowie den Kühl rippen 8, 10 und 11 neben
und über dem Brennraumaufbau 7,in Richtung der Zylinderachse 19 gesehen, schräg
auf die Stegpartie 15 zu. Der Brennraumaufbau 7 liegt an der Kühllufteintrittsseite
18 im Weg der Kühlluft vor der Stegpartie 15. Die Ventilkanäle 3 und 4 verlaufen
von den Ventilsitzen 12 und 13 zu der Kühlluft= ausströmseite 16. Die Oberflächen
der Wände 5 und 6, sowie der Rippen 8, 9, 10 und 11 erstrecken sich parallel zur
Zylinder= achse 19. Die Zuströmöffnungen 20 der zweiten Kühlluftwege 17 nehmen,
wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, nahezu die gesamte von den Kühlrippen 8, 10 und
11, den Wänden 5 und 6 und dem Brennt raumaufbau 7 frei gelassene Fläche zwischen
Bodenplatte 1 und Oberteil 2 an der Kühllufteintrittsseite 18 ein. Der Zylinders
kopf ist an der Kühllufteintrittsseite 18 in der Gegend der Eintrittsleitwände 5
und 6 und entlang den VentilkanWälen 3 und 4 von Leitwänden 21 und 22 für die Kühlluft
umgeben. Oben aus dem Brennraumaufbau 7 ragt der Einspritzdüsenhalter 23
fast
vollständig heraus. Die Leitwände 21, 22 und die Ventil= kanäle 3 und 4 begrenzen
dritte Kühlluftwege 24, die über Verbindungsöffnungen 25 und 26, die im Strömungsweg
der Kühlluft kurz vor der Stegpartie 45liegen, mit eilen der zweiten Kühlt luftwege
17 verbunden sind. Die dritten Kühlluftwege 24 sind an der Kühlluftausströmseite
16 offen. Die in der Nähe des Einlaßkanales 3 gelegene Verbindungsöffnung 25 ist
kleiner als die in der Nähe des Auslaßkanales 4 gelegene Verbindungsöffnung 26.
Die neben dem Brennraumaufbau 7 verlaufenden zweiten Kühl= luftwege 17 sind jeweils
durch eine aus dem Brennraumaufbau 7 herauswachsende Kühlrippe 27 (Fig. 4) unterteilt,
die sich senkrecht zur Zylinderachse 19 erstreckt. Die Bodenplatte 1 ist rundum
mit Kühlrippen 28 besetzt, welche die Wärmeabgabe aus diesem heißen Bauteil verbessern.
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Die Kühlluft strömt aus der Kühlluftführung 29 an der Seite 18 in
Richtung der in Fig. 1 und 2 eingezeichneten Pfeile durch die Öffnungen 20 in die
Kühlluftwege 17 und von dort zum größ= ten Teil über die Stegpartie 15 durch die
Kühlluftwege 14 zur Kühlluftausströmseite 16. Teilströme fließen durch die Öffnungen
25 und 26 und die Kühlluftwege 24 , in die senkrecht zur Zylin3 derachse 19 sich
erstreckende Kühlrippen 30 ragen, zur Kühlluft ausströmseite 16, wobei durch die
Öffnung 25 weniger Luft fließt als durch die Öffnung 26. Weitere Teilströme £ließen
durch die Zwischenrtäume zwischen den Rippen 28 an der Bodenplatte 1 vor= bei. Ganz
unbedeutende Luftströme fließen außen an den Eintritts= leitwänden 5 und 6 vorbei.
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Die Wirkungen dieser Kühlluitströme und der sonstigen vorstehend beschriebenen
Einzelheiten sind in der Beschreibungseinleitung näher erläutert.
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- Patentansprüche -