DE2818436C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Zylinderkopf nach dem Ober­ begriff des Patentanspruchs 1.

Ein solcher Zylinderkopf ist aus DE-OS 14 76 387 bekanntgeworden.

Bei Zylinderköpfen dieser Art besteht ein ständiges Bedürfnis darin, die Verbindung zwischen Zylinderkopf und Motorblock im Hinblick auf die dabei auftretenden Kräfte einwandfrei zu gestalten, die gesamte Anordnung mit möglichst wenig Teilen auszurüsten und möglichst montagegerecht aufzubauen. Die Zylinderköpfe gemäß dem Stande der Technik sind immer noch problembehaftet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Verbindung zwischen Zylinderkopf und Motorblock unter Berücksichtigung der auftretenden Kräfte optimal zu gestalten, auch im Hin­ blick auf die Montage.

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

Weitere wichtige Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt

Fig. 1 zeigt in Gesamtansicht und in Draufsicht einen Motor, der mit vier gemäß der Erfindung gestalteten, einheitlichen Zylinderköpfen ausgestattet ist,

Fig. 2 eine schematische Ansicht der Stirnseite dieses Motors,

Fig. 3 eine schematische Ansicht von oben, die die Arbeitsweise veranschaulicht,

Fig. 4 eine ins Einzelne gehende Ansicht eines ein­ heitlichen, gemäß der Erfindung gestalteten Zylinder­ kopfes, der mit den zugeordneten Kipphebeln ausgerüstet ist, wiederum von oben,

Fig. 5 eine Draufsicht auf denselben Zylinderkopf, jedoch ohne Kipphebel,

Fig. 6 eine Schnittansicht gemäß der Schnittlinie VI-VI von Fig. 8,

Fig. 7 eine Schnittansicht gemäß der Schnittlinie VII-VII von Fig. 8,

Fig. 8 eine Schnittansicht gemäß der Schnittlinie VIII-VIII von Fig. 5,

Fig. 9 eine Schnittansicht gemäß der Schnittlinie IX-IX von Fig. 5,

Fig. 10 eine Schnittansicht gemäß der Schnittlinie X-X von Fig. 5,

Fig. 11 eine Schnittansicht gemäß der Schnittlinie XI-XI von Fig. 5, und

Fig. 12 eine Ansicht eines mehrzylindrischen Zylinder­ kopfes von unten, und zwar gemäß einer Variante der Er­ findung.

Der in Fig. 1 dargestellte Motor hat vier Zylinder und ist mit vier Zylinderköpfen 1 bis 4 ausgetattet, die gemäß der Er­ findung gestaltet sind und die entweder einteilig für sämtliche Zylinder oder mehrteilig, d. h. jeweils ein Zylinderkopf für einen einzelnen Zylinder ausgebildet sein können. Einer dieser Zylinderköpfe ist in den Fig. 4 bis 11 im einzelnen darge­ stellt.

Dieser Zylinderkopf umfaßt in herkömmlicher Art ein Einlaßventil 5 und ein Auslaßventil 6. Beide Ventile sind mittels Kipp­ hebeln 7 und 8 gesteuert, die im oberen Bereich des Zylinder­ kopfs angeordnet und ihrerseits durch Steuerhebel 9 und 10 be­ tätigt sind. Die Steuerhebel 9 und 10 sind durch den Zylinder­ kopf hindurchgeführt, und zwar durch aufsteigende Bohrungen 11 und 12. Die Bohrungen 11 und 12 sind im Bereich einer Seiten­ kante des Zylinderkopfes angeordnet (siehe beispielsweise die Fig. 8 und 9). Der Zylinderkopf ist am Motorblock mittels sechs Schrauben 13 bis 18 befestigt. Jede dieser Schrauben be­ findet sich an der Spitze eines regelmäßigen Sechsecks, das zwei zur Längsmittelebene des Motors senkrechte Kanten aufweist. Die Schrauben 13 und 14 liegen einander in bezug auf die Zylinder­ achse diametral gegenüber und sind relativ kurz. Die Schrauben 15 bis 18 hingegen sind lang, sie sitzen rittlings zwischen zwei Zylinderköpfen, wenn diese Zylinderköpfe unmittelbar nebeneinander angeordnet sind. Der Mittelpunkt des regelmäßigen Sechsecks fällt im wesentlichen mit der Zylinderachse zusammen, wodurch bei besonders guten Bedingungen eine gute Anpressung des Zylinderkopfes gewährleistet ist. Wie man insbesondere aus den Fig. 6 und 8 erkennen kann, sind vier Rippen 19 im unteren Teil des Zylinderkopfes vorgesehen, senkrecht auf jenem Bereich, auf dem sich der Zylinderkopf auf dem Kragen der Laufbüchse des Motors abstützt. Jede Rippe erstreckt sich zwischen einer kurzen und einer langen Schraube.

Gemäß einer ganz besonderen und der Erfindung eigenen Aus­ führungsform sind der Einströmkanal 20 und der Ausströmkanal 21 beide auf ein und derselben Seite des Zylinderkopfes ange­ ordnet, und zwar gegenüber den Stößeln 9 und 10, die die Kipp­ hebel betätigen. Der Flansch 22 des Einströmkanales grenzt an die obere Fläche des Zylinderkopfes, während der Flansch 23 des Ausströmkanales an die entsprechende Seitenfläche des Zylinderkopfes anstößt (Fig. 2). Der Einspritzdüsenträger 34 ist zwischen den Stößeln 9 und 10 der Kipphebel geneigt einge­ baut, und zwar oberhalb der kurzen Zylinderkopf-Befestigungs­ schraube 14.

Der im Zylinderkopf für das Kühlmittel vorgesehene Kreislauf umfaßt einen Einlaß 24 unterhalb des Einströmkanals 20 (Fig. 8). Ausgehend vom Einlaß 24 ist der größte Teil des Durchsatzes des Kühlmittels über die Ventilbrücke hinwegführt, d. h. in einem Kanal 25, der zwischen den beiden Ventilen verläuft (Fig. 6 und 10). Ein geringer Teil des Durchsatzes ist im übrigen durch einen Kanal 26 hindurchgeführt, der oberhalb dem Ausströmkanal 21 verläuft (Fig. 6 und 9). Wie in Fig. 3 durch Pfeil 27 angedeutet, gelangt der Großteil des Durchsatzes des Kühlmittels gerade an die Stelle, an der sich der Einspritzdüsenträger 34 befindet. Das Kühlmittel tritt durch eine Öffnung 28 aus der oberen Fläche des Zylinderkopfes aus; diese Öffnung befindet sich auf der Seite der Einspritzdüse.

Die Wand 29, die die Kühlmittelkanäle von jenem Raum trennt, der für den Einlaßhebel 7 vorgesehen ist, ist nach unten ge­ neigt und verläuft zu Bohrung 11 des Ventils 5. Umgekehrt ist die Wand 30, die die Kühlmittelkanäle von jenem Raum trennt, der für den Auslaßkipphebel 8 vorgesehen ist, in umgekehrtem Sinne nach unten geneigt, d. h. sie verläuft von Ventil 6 zur Bohrung 12 (siehe Fig. 8 und 9). Wie man ferner erkennt, befindet sich der untere Punkt der Wanne, in welchem die Kipp­ hebel im oberen Bereich des Zylinderkopfes angeordnet sind, auf der Höhe der Bohrung 12, in deren Inneren der Stößel 10 gleitet, der den Auslaßkipphebel 8 betätigt. Diese Bohrung hat einen größeren Durchmesser, als die Bohrung 11, die dem Einlaß­ kipphebel zugeordnet ist, damit das Öl in den Motorblock wieder zurückfließen kann. In gleicher Weise erlauben die Neigungen der Wände 29 und 30 das Entgasen des Kühlmittelkreislaufes.

Die sich aus den erfindungsgemäßen Merkmalen ergebenden Vorteile sind die folgenden:

Die Anwendung zweier kurzer Schrauben 13 und 14 stellt eine bessere Verbindung des Zylinderkopfes unter dem Einfluß der Kräfte dar. Dies ist durch die Anordnung des Einströmkanales 20 und des Ausströmkanales 21 möglich, da beide auf ein und derselben Seite des Zylinderkopfes angeordnet sind. Hierbei ist die Schraube 13 zwischen dem Kanal 20 und dem Kanal 21 angeordnet, während der Einspritzdüsenträger 24 oberhalb der Schraube 14 hindurchge­ führt werden kann (siehe Fig. 11). Die Einspritzdüse ist geneigt und in einem Sockel geringer Höhe eingesetzt, direkt im Zylinder­ kopf. Es ist somit nicht notwendig, eine Einspritzdüsenbuchse vorzusehen. Außerdem lassen sich die Kipphebel durch Anordnung der beiden Stößel 9 und 10 beiderseits der Einspritzdüse weniger raum­ aufwendig verwirklichen, als bei herkömmlichen Motoren. Daß die sechs Schrauben 13 bis 18 sehr dicht bei dem Kragen der Führungsbuchse des zugeordneten Zylinders angeordnet sein können, führt zu einem wesentlich verringerten Raumbedarf des Motors, wodurch die Breite des Motors im oberen Teil geringer ist.

Da die Einlaß- und Auslaßkanäle auf derselben Seite angeordnet sind, läßt sich ein überladener Motor ausführen, ohne daß da­ bei Verbindungsleitungen vorgesehen werden müssen, die von einer Seite des Motors zur anderen verlaufen, und die einen zusätzlichen Raum beanspruchen, entweder über, hinter oder vor dem Motor.

Die Tatsache, daß der Kontakt zwischen dem Kühlkreislauf und dem Ausströmkanal aufs äußerste begrenzt wird, bringt einen doppelten Vorteil mit sich. In erster Linie ergibt sich hieraus eine ganz klare Verminderung der durch das Kühlmittel abgeführten Wärme. Dies erlaubt es, den Umfang des Kühlgebläses sowie der gesamten Kühleinrichtung zu verringern. Weiterhin ist es vor­ teilhaft, daß man das ausströmende Gas nicht mehr kühlen muß, so wie dies bei einem überladenen Motor der Fall ist, so daß hierdurch der Wirkungsgrad eines überladenen Turbokompressors ge­ steigert wird.

Die Anordnung des Ausströmkanals 21 gegenüber den Kipphebel­ stößeln und gegenüber der Bohrung 12, wodurch der Rückfluß des Öles zum Motorblock stattfindet, hat eine Verringerung des Wärme­ überganges zum Öl zur Folge. Diese Verringerung der über das Öl abgeführten Wärmemenge erlaubt es, den Wärmeaustausch zwischen dem Wasserkreislauf und dem Ölkreislauf zu verringern, in manchen Fällen sogar auszuschalten.

Gemäß dem in Fig. 12 dargestellten Ausführungsbeispiel kann man einen mehrzylindrischen Zylinderkopf in gleicher Weise ausbilden, d. h. einen aus einem einzigen Teil bestehenden Zylinderkopf, der beispielsweise drei Zylinder eines Motorblockes abdeckt, bei derselben inneren Anordnung der verschiedenen Elemente und Kanäle.

Schließlich sei noch darauf verwiesen, daß sich die Erfindung tadellos auf einen "horizontalen" Motor anwenden läßt, d. h. auf einen Motor, dessen Zylinderachsen zur Einsparung von Raum nach oben horizontal liegen. In diesem Fall wird die Ent­ gasung einerseits über die Einlaßöffnung 24 vorgenommen, anderer­ seits durch eine Hilfsöffnung 31, die auf der Höhe der Schraube 13 in die entsprechende Seitenwand des Zylinderkopfes gebohrt ist (Fig. 7 und 11). Zum Verschließen dieser Öffnung 31 dient ein entfernbarer Stopfen.

Claims (4)

1. Zylinderkopf, insbesondere für einen Dieselmotor, mit Einström- und Ausströmkanal, die auf ein und derselben Seite angeordnet sind, und zwar den Kipphebeln und der Einspritzdüse gegenüberliegend, wobei der Ausströmkanal an einer Seitenfläche des Zylinderkopfes angeschlossen ist, und der Einspritzdüsenträger direkt in einer Ausneh­ mung im Zylinderkopf eingelassen, zur Längsmittelebene des Motors geneigt und in der Ausnehmung zwischen den beiden Kipphebelstößeln befestigt ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur Befestigung des Zylinderkopfes auf dem Motorblock sechs Schrauben vorgesehen sind, die in Drauf­ sicht jeweils an der Ecke eines regelmäßigen Sechseckes angeordnet sind, das seinerseits zwei zur Längsmittelebene des Motors senkrechte Seitenkanten aufweist, daß der Ein­ strömkanal in der oberen Fläche des Zylinderkopfes ein­ mündet, und daß der Ausströmkanal parallel zu den Zylinder­ achsen derart geneigt ist, daß er oberhalb einer Schrau­ be zur Befestigung des Zylinderkopfes am Motorblock ver­ läuft.

2. Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sechs Schrauben aus vier langen Schrauben bestehen, deren Köpfe jeweils auf der oberen Fläche des Zylinder­ kopfes aufliegen, und aus zwei kurzen Schrauben, die zur Längsmittelebene des Motors symmetrisch und jeweils zwischen Einström- und Ausströmkanal zugeordnet sind, und zwar unterhalb des Einspritzdüsenträgers, und daß im unteren Teil des Zylinderkopfes auf dem Bereich, auf dem sich der Zylinderkopf auf den Kragen der entsprechen­ den Zylinderauskleidung aufstützt, Rippen vorgesehen sind, die sich jeweils zwischen einer kurzen und einer langen Schraube erstrecken.

3. Zylinderkopf nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Zylinderköpfe vorgesehen sind, deren jeder jeweils einem einzelnen Zylinder zugeordnet ist, daß jedes Paar von langen Schrauben rittlings zwi­ schen zwei Zylinderköpfen sitzt, und zwar in jenem Fall, in dem sich ein anderer Zylinderkopf auf der Seite befin­ det, auf der das Paar der langen Schrauben angeordnet ist.

4. Zylinderkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderkopf einteilig und mehreren Zylindern zugeordnet ist, daß jedem Zylinder sechs Schrau­ ben zum Befestigen des Zylinderkopfes zugeordnet sind, und daß zwei einander benachbarte Zylinder jeweils zwei lange Schrauben umfassen.