DE19906083C1 - Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Abstract

Bekannte Zylinderköpfe besitzen auf entgegengesetzten Seiten einen Einlaßkanal und einen Auslaßkanal. Bei dieser Ausbildung ist es jedoch schwierig, die Strömungsführung zu gestalten, da die Position der Zylinderkopfschrauben beachtet werden muß, so daß stets Kompromisse in Kauf genommen werden müssen. DOLLAR A Es wird ein Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine vorgeschlagen, der einen im Zylinderkopf vorgesehenen Strömungskanal zu einem Gaswechselventil hat und mittels Zylinderkopfschrauben an ein Kurbelgehäuse angeschraubt ist. In einer Wandung des Strömungskanals ist eine Öffnung vorgesehen, in welche zur Verschraubung mit dem Kurbelgehäuse eine Zylinderkopfschraube eingeführt wird. Nach dem Einführen der Zylinderkopfschraube in die Öffnung wird ein Abdeckkörper teilweise in die Öffnung eingebracht, der diese abdeckt und so gestaltet ist, daß der Verlauf der Wandung des Strömungskanals im wesentlichen ergänzt wird. DOLLAR A Der erfindungsgemäße Zylinderkopf ist für fremdgezündete oder selbstzündende Brennkraftmaschinen vorgesehen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine nach der Gattung des Patentanspruchs 1.

Es ist bereits ein Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine bekannt (Kraftfahrtechnisches Taschenbuch/Bosch, 22. Auflage, VDI- Verlag, 1995, Seite 395), dessen Einlaßkanal für die angesaugte Luft und der Auslaßkanal für das Abgas auf entgegengesetzten Seiten einer Brennkraftmaschine liegen. Diese Ausbildung des Zylinderkopfes ist der Fachwelt unter dem Begriff Querstromkopf hinreichend bekannt, da diese Ausbildung Vorteile in Hinblick auf die Strömungsführung in den Strömungskanälen zu den Gaswechselventilen sowie einer erleichterten Abdichtung des Zylinderkopfes bietet. Die Strömungsführung bzw. Gestaltung der Strömungskanäle zu den Gaswechselventilen ist jedoch abhängig von der Position der Zylinderkopfschrauben im Zylinderkopf zu gestalten, so daß stets Kompromisse bei der Auswahl der Lage der Zylinderkopfschrauben in Kauf genommen werden müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zylinderkopf sc zu gestalten, daß die Positionierung der Zylinderkopfschrauben ohne räumliche Beschränkungen aufgrund der Lage der Strömungskanäle im Zylinderkopf im wesentlichen frei gewählt werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Damit läßt sich in vorteilhafter Weise eine optimale Einleitung der Gaskräfte und Abdichtung des Zylinderkopfes sowie ein kompakter Aufbau des Zylinderkopfes verwirklichen.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Zylinderkopfes für eine Brennkraftmaschine möglich.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen teilweisen Schnitt durch einen Zylinderkopf mit einem sich daran anschließenden Kurbelgehäuse und

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Zylinderkopf mit Ventiltrieb und Nockenwelle.

In Fig. 1 ist ein teilweiser Schnitt durch einen Zylinderkopf 1 mit einem sich daran anschließenden Kurbelgehäuse 2 gezeigt. In dem Zylinderkopf 1 sind Gaswechselventile, zum Beispiel pro Brennraum 9 ein in Fig. 1 und 2 gezeigtes Einlaßventil 4 und ein in Fig. 2 dargestelltes Auslaßventil 6, untergebracht. Möglich ist selbstverständlich auch, pro Brennraum 9 mehrere Gaswechselventile im Zylinderkopf 1, beispielsweise zwei Einlaßventile und zwei Auslaßventile, vorzusehen. Bei dem Zylinderkopf 1 kann es sich um einen Zylinderkopf 1 für eine Brennkraftmaschine fremdgezündeter Bauart (Ottomotor) oder selbstzündender Bauart (Dieselmotor) handeln. Über einen Ventiltrieb 5, der zum Beispiel eine Schwinghebel-Steuerung 12 hat, kann das Einlaßventil 4 einen Einlaßkanal 7 für die angesaugte Luft zu dem Brennraum 9 der Brennkraftmaschine öffnen und schließen. Der Brennraum 9 wird einerseits begrenzt vom Zylinderkopf 1 und andererseits von einem Kolben 10, der eine Mulde 11 aufweist. In den Brennraum 9 ragt ein in Fig. 1 gestrichelt gezeichnetes Einspritzventil 14 mit seinem Abspritzteil 15. In der Nähe des Abspritzteils 15 befindet sich eine Zündkerze 16 mit ihren Zündelektroden 17. Bei dem Einspritzventil 14 kann es sich um ein elektromagnetisch betätigbares handeln, welches den Brennstoff in direkter Weise in den Brennraum 9 abgibt. Möglich ist aber auch, wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist, ein sogenanntes Gemischeinblaseventil 14 zu verwenden, welches ein zündfähiges Brennstoff-Luft-Gemisch in den Brennraum 9 einblasen kann. Der Aufbau und die Betriebsweise derartiger Gemischeinblaseventile 14 ist dem Fachmann zum Beispiel aus dem SAE-Paper 98P-136, 1988, Rodney Houston, Geoffrey Cathcart, Orbital Engine Company, Perth, Western Australia, "Combustion and Emissions Characteristics of Orbital's Combustion Process Applied to Multi-Cylinder Automotive Direct Injected 4-Stroke Engines", Seiten 1-12, hinreichend bekannt. Ergänzend weisen wir noch auf die Veröffentlichungen EP 0 242 370 B1, EP 0 308 467 B1 und EP 0 494 468 B1 hin, die beispielhaft den Aufbau derartiger Gemischeinblaseventile 14 zeigen.

Der Einlaßkanal 7 verläuft von Brennraum 9 in Richtung des Ventiltriebs 5 schräg zu einer Längsachse 20 des Einlaßventils 4 und endet an einer Querfläche 22 des Zylinderkopfes 1. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, kann die Querfläche 22 beispielsweise die Form einer Ringfläche aufweisen, die einen Eingang des Einlaßkanals 7 begrenzt. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, befindet sich die Querfläche 22 etwas unterhalb einer Nockenwelle 24 des Ventiltriebs 5. In etwa um 90 Grad abgewinkelt zu dem Einlaßventil 4 bzw. dem Einlaßkanal 7 verläuft ein in Fig. 1 gestrichelt eingezeichneter Auslaßkanal 8, der zu dem in Fig. 2 dargestellten Auslaßventil 6 führt. Der Einlaßkanal 7 und der Auslaßkanal 8 liegen auf entgegengesetzten Seiten des Zylinderkopfes 1. Diese gegenüberliegende Gestaltung beider Kanäle 7, 8 ist dem Fachmann unter dem Begriff Querstromkopf hinreichend bekannt.

Der Zylinderkopf 1 wird über Zylinderkopfschrauben 25 mit dem Kurbelgehäuse 2 verschraubt. Der Abstand der einzelnen Zylinderkopfschrauben 25 ist so zu wählen, daß die vom Zylinderkopf 1 aufgenommenen Gaskräfte möglichst gleichmäßig über die Zylinderkopfschrauben 25 in das Kurbelgehäuse 2 eingeleitet werden. Dabei kann sich konstruktiv der Fall ergeben, daß sich als optimale Anordnung einer Zylinderkopfschraube 25 eine Position direkt über einem Strömungskanal 7 für ein Gaswechselventil 4 ergibt. Bisher wurde eine derartige Anordnung aber nicht verwirklicht, so daß die Zylinderkopfschraube 25 auf eine weniger optimale Position verschoben wurde. Erfindungsgemäß wird hier Abhilfe wie folgt geleistet.

Wie in Fig. 1 dargestellt ist, verläuft eine länglich ausgebildete Öffnung 28 beispielsweise senkrecht zu einer zwischen Zylinderkopf 1 und Kurbelgehäuse 2 liegenden Trennfläche 29 im Zylinderkopf 1 und teilweise im Kurbelgehäuse 2. Durch diese Öffnung 28 wird zur Montage des Zylinderkopfes 1 die Zylinderkopfschraube 25 eingeführt und greift im Kurbelgehäuse 2 in ein nicht näher dargestelltes Gewinde ein. Die Zylinderkopfschraube 25 befindet sich im verschraubten Zustand im Zylinderkopf 1 mit ihrem Schraubenkopf 26 unterhalb einer Wandung 31 des Einlaßkanals 7 in einer Aussparung 34 der Wandung 31. Erfindungsgemäß wird nach dem Einführen der Zylinderkopfschraube 25 in die Öffnung 28 und Verschrauben derselben im Kurbelgehäuse 2 ein Abdeckkörper 35 in die Aussparung 34 eingeführt, um mittels des Abdeckkörpers 35 die Aussparung 34 bzw. die Öffnung 28 vollständig abzudecken, derart, daß die Wandung 31 des Einlaßkanals 7 ohne Unterbrechung bzw. ohne Strömungshindernis der Zylinderkopfschraube 25 ungestört weitergeführt wird. Der zylinderartige Abdeckkörper 35 hat hierzu eine schräg gestaltete Wandung 36, die entsprechend dem Verlauf der Wandung 31 des Einlaßkanals 7 ohne eine Aussparung 34 gewölbt ist, so daß der Verlauf der Wandung 31 des Einlaßkanal 31 durch den Abdeckkörper 35 vollständig ergänzt wird.

Der Abdeckkörper 35 hat eine Ausnehmung 37, in welcher der Schraubenkopf 26 der Zylinderkopfschraube 25 Platz findet. Zur Befestigung des Abdeckkörpers 35 in der Aussparung 34 der Wandung 31 ist ein Befestigungselement vorgesehen, das beispielsweise in Form einer Befestigungsschraube 40 ausgebildet ist. Die Befestigungsschraube 40 verläuft zum Beispiel quer zur Zylinderkopfschraube 25 und wird durch eine oberhalb des Schraubenkopfes 26 vorgesehene Befestigungsöffnung 41 in einer Seitenfläche 42 des Zylinderkopfes 1 in den Zylinderkopf 1 seitlich eingeführt und in ein im Abdeckkörper 35 vorgesehenes Gewinde 43 verschraubt. Möglich ist aber auch, anstelle oder zusätzlich zur Befestigungsschraube 40 entsprechende Rastmittel am Abdeckkörper 35 und an der Aussparung 34 vorzusehen. Hierzu kann beispielsweise der Abdeckkörper 35 in Fig. 1 angedeutete Rastnasen 46 aufweisen, welche beim Einführen des Abdeckkörpers 35 in die Aussparung 34 in in der Aussparung 34 korrespondierend vorgesehene Rastnuten 47 eingreifen können. Der Abdeckkörper 35 kann beispielsweise aus Metall oder aus Kunststoff bestehen. Im Falle einer Ausbildung des Abdeckkörpers 35 aus Kunststoff kann das Gewinde 43 zum Beispiel mit Hilfe eines Gewindeeinsatzes 44 im Abdeckkörper 35 eingebracht sein.

Die Erfindung ist jedoch nicht auf einen Abdeckkörper 35 beschränkt, der sich in einem Einlaßkanal 7 eines Einlaßventils 4 befindet. Möglich ist selbstverständlich auch, den Abdeckkörper 35 in einem Auslaßkanal 8 zu einem Auslaßventil 6 der Brennkraftmaschine vorzusehen, um, in gleicher Weise wie beim Einlaßkanal 7, mittels des Abdeckkörpers 35 das Einführen einer Zylinderkopfschraube 25 durch den Auslaßkanal 8 zu ermöglichen.

Claims (10)

1. Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine, der einen im Zylinderkopf vorgesehenen Strömungskanal zu einem Gaswechselventil hat und mittels Zylinderkopfschrauben an ein Kurbelgehäuse angeschraubt ist, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Wandung (31) des Strömungskanals (7; 8) eine Öffnung (28) vorgesehen ist, in welche eine Zylinderkopfschraube (25) zur Verschraubung mit dem Kurbelgehäuse (2) eingeführt wird, wobei nach dem Einführen der Zylinderkopfschraube (25) in die Öffnung (28) ein Abdeckkörper (35) teilweise in die Öffnung (28) eingebracht wird, der diese abdeckt und so gestaltet ist, daß der Verlauf der Wandung (31) des Strömungskanals (7; 8) im wesentlichen ergänzt wird.

2. Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gaswechselventil ein Einlaßventil (4) und der Strömungskanal ein Einlaßkanal (7) zu dem Einlaßventil (4) ist.

3. Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gaswechselventil ein Auslaßventil (6) und der Strömungskanal ein Auslaßkanal (8) zu dem Auslaßventil (6) ist.

4. Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abdeckkörper (35) eine Ausnehmung (37) zur Aufnahme eines Schraubenkopfes (26) der Zylinderkopfschraube (25) hat.

5. Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Befestigungselement (40) zur Befestigung des Abdeckkörpers (35) in einer Aussparung (34) im Zylinderkopf (1) vorgesehen ist.

6. Zylinderkopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement (40) in Form einer Schraube ausgebildet ist, die in einer Befestigungsöffnung (41) an einer Seitenfläche (42) des Zylinderkopfes (1) eingeführt ist.

7. Zylinderkopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Abdeckkörper (35) ein Gewinde (43) zur Verschraubung mit der Schraube (40) vorgesehen ist.

8. Zylinderkopf nach einem der Ansprüche 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abdeckkörper (35) aus Kunststoff besteht.

9. Zylinderkopf nach einem der Ansprüche 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abdeckkörper (35) über eine Rastverbindung (46, 47) in einer Aussparung (34) im Zylinderkopf (1) befestigt ist.

10. Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abdeckkörper (35) eine zylinderartige Gestalt hat und eine Wandung (36) aufweist, welche den Verlauf der Wandung (31) des Strömungskanals (7; 8) ohne eine Öffnung (28) nachbildet.