DE2950905A1

DE2950905A1 - Kuehleinrichtung sowie zylinderkopf fuer verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE2950905A1
Application number: DE19792950905
Authority: DE
Inventors: Richard E Glasson; Edward W Kasting
Original assignee: Cummins Engine Co Inc
Current assignee: Cummins Inc
Priority date: 1978-12-18
Filing date: 1979-12-18
Publication date: 1980-06-19
Also published as: GB2039606A; US4284037A; JPS5584815A; JPS6115263B2; IN153922B; IT7969419A0; ES8102638A1; BR7908224A; DE2950905C2; ES486969A0; IT1196654B; FR2444796A1; GB2039606B; SE7910367L

Description

Cummins Engine Company, Inc., 1OOO Fifth Street, Comlumbus, Indiana 47201, U. S. A.

Kühleinrichtung sowie Zylinderkopf für Verbrennungsmotor

Die Erfindung betrifft eine Kühleinrichtung für Verbrennungsmotoren mit einem Motorblock, einem auf der Oberseite des Motorblocks befestigten Zylinderkopf, einer Vielzahl von im Motorblock ausgebildeten Zylindern,einer Vielzahl von im Zylinderkopf für die Zylinder angeordneten Ventilen, einer benachbart dem Motorblock montierten Kühlmittelumwälzpumpe, einer mit Kühlmittel von der Kühlmittelumwälzpumpe versorgten Kühlmittelzuführungspassage, einer ersten Kühlmittelpassage um die Zylinder im Motorblock, die Kühlmittel von der Kühlmittelzuführungseinheit erhält; einer zweiten,

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ΒΟΕΗΜΕΚΓ Ä BOEUMEFT

über den Zylinderkopf verlaufenden Passage im Motorkopf; einer dritten, die erste und zweite Passage verbindenden Kühlmittelpassage; und einer Kühlmittelsammelleitung, die das Kühlmittel zur Kühlmittelumwälzpumpe zurückführt sowie einen Zylinderkopf für einen Verbrennungsmotor mit mehreren Zylindern, mit einem Motorblock sowie einer Kühleinrichtung, wobei in dem Motorblock eine Vielzahl von Kühlmitteldurchflußpassagen ausgebildet ist und im Zylinder eine Oberfläche zum Befestigen desselben auf der Oberseite des Motorblocks ausgebildet ist und sich Kühlmittelpassagen im Zylinderkopf befinden sowie sich durch diesen erstrecken.

Ein bekannter Typ Verbrennungsmotoren, wie zum Beispiel von Dieselmotoren, schließt mindestens eine Reihe von Zylindern, die in einem Motorblock ausgebildet sind, ein. Ein Zylinderkopf ist auf der Oberseite des Motorblocks befestigt und beinhaltet für jeden Zylinder eine Vielzahl von Ventilen und einen Einspritzer. Ein derartiges Triebwerk hat normalerweise eine Flüssigkeits-Kühleinrichtung, welche eine Umwälzpumpe sowie im Zylinderkopf und im Motorblock ausgebildete Kühlmittelpassagen aufweist. Das Kühlmittel verläßt die Pumpe und tritt in eine Zuführeinrichtung auf dem Motorblock ein, fließt durch und aus dem Motorblock heraus, in Passagen im Zylinderkopf, durch den Zylinderkopf und in eine Sammeleinrichtung, die auf einer Seite des Zylinderkopfes befestigt ist, anschließend entweder zu einem Kühler oder zu einer Rückführleitung, die zur Pumpe führt.

Diese konventionelle Anordnung hat insbesondere den Nach-

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teil, daß eine getrennte Kühlmittelsanuneleinrichtung als Teil des Zylinderkopfes ausgebildet werden oder auf der Seite des Kopfes befestigt werden muß. Auf diese Art und Weise befindet sich die Kühlmittelsanuneleinrichtung relativ hoch am Triebwerk, wobei der Thermostat und der Pumpeneinlaß mindestens so hoch wie die Ausflußleitung des Zylinderkopfes für eine richtige Entlüftung oder Entlastung sein müssen, diese Bedingung ist ein Nachteil. Weiterhin ist es bei der konventionellen Anordnung unvorteilhafterweise nicht möglich, die Menge des Kühlmittelflusses, die zu jedem Zylinder gehört, genau zu steuern, da in einem konventionellen Triebwerk das Kühlmittel durch gemeinsame Kanäle im Zylinderkopf fließt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Triebwerk, das ein verbessertes Kühlsystem aufweist, zu liefern, welches die obengenannten Nachteile des Standes der Technik vermeidet.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Kühleinrichtung für Verbrennungsmotoren gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Kühlmittelzuführpassage eine auf dem Motorblock angeordnete Kühlmittelzuführeinheit ist; daß die benachbart der Kühlmittelzuführeinheit auf dem Motorblock angeordnete Kühlmittelsammelpassage eine Kühlmittelsammeleinheit ist; daß die dritte Kühlmittelpassage auf der der Kühlmittelzuführeinheit gegenüberliegenden Triebwerksseite angeordnet ist; daß der Kühlmittelfluß durch die erste Kühlmittelpassage in entgegengesetzter Richtung zu dem in der zweiten Kühlmittelpassage erfolgt;und daß sich vierte Kühlmittelpassagen von der Kühlmittelpassage aus durch den Motorblock zur Kühlmittelsammeleinheit erstrecken. Der erfindungs-

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gemäße Zylinderkopf ist dadurch gekennzeichnet, daß im Zylinderkopf Kühlmitteleinlaßöffnungen und Kühlmittelauslaßöffnungen in einer Oberfläche ausgebildet sind, wobei sich die zweiten Kühlmittelpassagen zwischen diesen Kühlmitteleinlaß- und -auslaßöffnungen erstrecken, wobei diese zur Verbindung mit den Kühlmittelpassagen des Motorblocks eingerichtet sind, um Kühlmittel durch die Kühlmittelpassagen des Zylinderkopfs zu leiten.

Ein erfindungsgemäßes Triebwerk weist einen Motorblock auf, in welchem eine Vielzahl von Zylindern ausgebildet ist, sowie einen Zylinderkopf, der am Motorblock befestigt ist und Einlaß- und Auslaßventile sowie einen Einspritzer für jeden Zylinder trägt. Kühlmittelzuführungs- und Sammeleinrichtungen sind auf einer Seite des Zylinderblocks, benachbart zueinander, vorgesehen, wobei eine Kühlmittelpumpe benachbart diesen befestigt ist und mit den Einrichtungen auf den Motorblocks verbunden ist. Für jeden Zylinder sind getrennte Kühlmittelfließpassagen im Motorblock ausgebildet, die das Kühlmittel von der Kühlmittelzuführungseinrichtung um die Zylinder nach oben in den Zylinderkopf, über den Kopf und benachbart den fcinspritzern und den Ventilen von dem Zylinderkopf nach unten und in die Kühlmittelsammeleinrichtung im Motorblock führen. Die Kühlmittelpumpe ist unterhalb des Zylinderkopfes und der Passagen im Zylinderkopf befestigt. Entlastungs- bzw. Entlüftungsöffnungen sowie ein Durchflußweg niedriger Kapazität sind ebenfalls im Zylinderkopf vorgesehen, wobei Einrichtungen zum Verbinden der obersten Zylinderkopf-Passagen mit einer Kühlmittelleitung, die beispielsweise zu einer relativ hoch am Triebwerk gelegenen Kühlmittelführung führen, vorge-

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sehen sind.

Insgesamt bezieht sich die Erfindung also auf einen Verbrennungsmotor mit sich auf und ab bewegenden Kolben, welcher einen Motorblock sowie einen Zylinderkopf, welcher auf der oberen Seite des Blocks befestigt ist, einschließt. Eine Kühlmittelumwälzpumpe und -einrichtungen sind auf einer Seite des Motorblocks vorgesehen, wobei Kühlmitteleinlaß- und -auslaßpassagen,durch die Seite des Motorblocks zu den Kühlmittelumwälzeinrichtungen führend, vorgesehen sind. Ein Kühlmittel-Fließ-Weg ist für jeden Triebwerkszylinder vorgesehen, wobei das Kühlmittel für jeden Zylinder von einer Zuführungseinrichtung und einer Zuführpassage um einen Zylinder in den Zylinderkopf, um die Zylinderventile- und -einspritzer, in den Motorblock, aus den Auslaßpassagen zu einer Kühlmittelsammeleinrichtung fließt.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, an der ein Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung erläutert ist. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Ansicht der

Vorderseite eines erfindungsgemäßen Triebwerkes;

Fig. 2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des in Fig. 1 gezeigten Triebwerks ;

Fig. 3 eine geschnittene Teilansicht des Triebwerks;

Fig. 4 eine vergrößerte Teilansicht eines Schnittes längs der Linie 4-4 der Fig. 3 des Zylinder-

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kopfes des Triebwerks;

Fig. 5 eine vergrößerte geschnittene Teilansicht längs der Linie 5-5 der Fig. 3;

Fig. 6 eine vergrößerte geschnittene Teilansicht längs der Linie 6-6 der Fig. 3;

Fig. 7 eine zusätzliche Teilansicht längs der Linie 7-7 der Fig. 5;

Fig. 8 eine geschnittene Teilansicht längs der Linie 8-8 der Fig. 4;

Fig. 9 eine geschnittene Teilansicht längs der Linie 9-9 der Fig. 6;

Fig. 10 eine geschnittene Teilansicht längs der Linie 10-10 der Fig.6;

Fig. 11 eine geschnittene Teilansicht längs der Linie 11-11 der Fig. 3.

Die Zeichnung stellt die Erfindung, angewandt auf einen 6-Zylinderdiesel-Reihenmotor dar, selbstverständlich kann der Erfindungsgedanke jedoch auf andere Triebwerkarten, wie zum Beispiel 4-oder 8-Zylinder-Reihenmotoren oder V-Motoren angewandt werden.

Wie in den Figuren 1 und 3 dargestellt, schließt das Triebwerk einen Motorblock 20, ein Kurbelwellengehäuse und Ölwanne 21, einen Motorkopf 22, ein Kipphebelgehäuse und -abdeckung 24 ein. Im Motorblock 20 sind sechs in Reihe liegende Zylinder ausgebildet, wobei der Zylinder Nr. 1 in denFiguren 1 bis 3 geschnitten dargestellt ist. Jeder der Zylinder schließt eine Zylinderlaufbuchse ein und einen Kolben 31, der in jeder der Laufbüchsen sich hin- und her-

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bewegt und an dem oberen Ende einer Pleuelstange 32 befestigt ist. Die sechs Pleuelstangen 32 sind drehbar an einer Kurbelwelle 33 befestigt, welche wiederum drehbar auf dem Motorblock 20 mit Hilfe von Lagern gelagert ist. Die ölwanne und das Kurbelwellengehäuse 21 sind auf der Unterseite des Motorblocks 20 gesichert , schließen verschiedenartige Arbeitsteile des Triebwerks ein und bilden einen Sumpf oder Reservoir für das Schmiermittel des Triebwerkes.

Der Zylinderkopf 22 ist an den der Oberseite des Motorblocks 20 durch eine Vielzahl von Bolzen oder Stiftschrauben 34 (Fig. 1) gesichert, wobei der Zylinderkopf für jeden der Zylinder einen Brennstoffeinspritzer 37, ein Paar Ansaugventile und ein Paar Auslaßventile trägt. Ein Ansaugventil 35 und ein Auslaßventil 36 sind in Fig. 2 gezeigt, die Ventilanordnung wird detaillierter weiter unten beschrieben werden. Der Treibstoffeinspritzer 37 und die vier Ventile jedes Zylinders werden synchron mit den anderen arbeitenden Teilen des Triebwerks durch eine Nockenwelle 38 betrieben, welche mit der Kurbelwelle ineinander greift und eine Serie von Nocken 39 (Fig. 2) auf sich hat. Für jeden Zylinder betreibt ein Nocken den Einspritzer 37, ein anderer Nocken oder mehrere Nocken betreiben die beiden Ansaugventile und ein weiterer oder andere Nocken betreiben die beiden Auslaßventile, für jeden dieser Nockenantriebe folgt ein Nockenstößel der äußeren Oberfläche des dazugehörigen Nockens 39, eine Stößelstange 42 verbindet den Nockenstößel 41 mit einem Ende eines Kipphebels 43, welcher drehbar auf einer Kipphebelwelle 44 gelagert ist. Die anderen Enden der Kipp-

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hebel 43 steuern die Einspritzer und die Ventile. Während des Betriebs des Triebwerks treibt der Einspritzer Nocken den Kipphebel 43 gegen Ende jedes Kompressionshubs des Kolbens 31 nach oben, wodurch der Einspritzer-Stößel nach unten bewegt wird, um Treibstoff in das obere Ende des Zylinders 23 einzuspritzen. Die Ventile werden ähnlich betrieben, wobei die Ansaugventile während des Luftansaughubs des Kolbens 31 geöffnet werden und die Auslaßventile während des Auslaßhubs des Kolbens 31 geöffnet werden. Wie in Figuren 1 und 2 gezeigt, isr die Nockenwelle 38 drehbar in der Nähe des oberen Endes des Motorblocks 20 angebracht und die Nockenstößel sind in Stößelführungen, die im Motorkopf 22 benachbart dem dazugehörigen Zylinder ausgebildet sind, angeordnet.

Die Ansaugluft und Abgaspassagen sind im Motorkopf 22 und in einem Kipphebelgehäuse 60, wie weiter unten beschrieben, ausgebildet. Eine Turboladerexnheit 61 (Fig. 1) ist vorgesehen, um Ansaugluft zu liefern, wobei die Turboladereinheit durch die Verbrennungsgase des Triebwerks umgetrieben ist. Der Turbolader kann im allgemeinen üblicher Herstellungsart sein und schließt eine Turbine ein, die Verbrennungsgase durch eine Abgassammeieinrichtung erhält, die durch eine Vielzahl von Leitungen 62, die zwischen dem Motorkopf 22 und der Turbine angeschlossen sind, gebildet wird.Der Turbolader 61 schließt weiterhin einen Kompressor ein, der Ansaugluft unter Druck zu den Triebwerkszylindern liefert, wobei der Auslaß des Kompressors mit einer Kompressorleitung 63, die zur benachbarten Seite des Kipphebel-

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gehäuses 60 führt, verbunden ist. Ein Nachkühler kann zwischen der Kompressorleitung 63 und dem Kipphebelgehäuse 60 vorgesehen sein. Die Turboladereinheit 61 ist auf einer Seite des Triebwerks montiert ; die Abgasleitung 62 und die Kompressorleitung 63 verbinden sie mit dem Zylinderkopf 22 und dem Kipphebelgehäuse 60 auf der gleichen Triebwerksseite.

Die Figuren 4 bis 11 zeigen die Konstruktion des Zylinderkopfes detaillierter. Der Zylinderkopf 22 ist normalerweise gegossen und schließt zwei Endwände 71 , 72 sowie zwei äußere Seitenwände 73, 74 ein, wobei die vier Wände 72 bis 74 eine im allgemeinen rechtwinkelige Anordnung bilden. Der Zylinderkopf schließt weiterhin obere und untere Wände 91,92 sowie eine Innenwand 76 ein, die sich zwischen den beiden Endwänden 71, 72 erstreckt. Die Räume zwischen der Außenwand 73 und der Innenwand 76 bilden die Stößelführungen 47 für die Nockenstößel 41 und die Stößelstangen 42.

Die Anordnung der Einlaß- und Auslaßöffnungen sowie der Einspritzer für die Zylinder ist am besten in den Figuren 4 und 11 dargestellt. Für jeden Zylinder ist ein dazugehöriger Einspritzer 37 in einer Einspritzeröffnung 80, die auf der axialen Zentrallinie des Zylinders im Zylinderkopf ausgebildet ist, montiert. Das untere Ende des Einspritzers erstreckt sich in den Zylinder oder in die Verbrennungskammer wie in Fig. 2 gezeigt, und ist in Fachkreisen bekannt. Für jeden Zylinder sind im Zylinderkopf 22 weiterhin zwei Auslaßventilkammern 81 und. zwei Einlaßventilkanunern 82 vorgesehen, wobei die vier Kammern 81, 82 in 90° Intervallen um die Ein-

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spritzeröffnung 80 und die Achse oder Zentrallinie des Zylinders angeordnet sind. Die Ansaug- und Auslaßventile 35, 36 sind natürlich in den Auslaßventil- und Einlaßventilkammern 81, 8 angebracht. Für jeden der Zylinder 82 sind die Zentren einer der Auslaßventilkammern und einer dei Einlaßventilkammern in einer vertikalen Ebene, die sich parallel zu den Seitenwänden 73, 74 erstreckt und durch die Zylinderachse verläuft, angeordnet. Die beiden anderen Auslaß- und Einlaßventilkammern jedes Zylinders sind in einer vertikalen Ebene angeordnet, die sich senkrecht zur erstbeschriebenen erstreckt und durch die Zylinderachse verläuft. Dabei liegt die Einlaßventilkammer 82 am nächsten der Innenwand 76 und die Auslaßventilkammer 81 am nächsten der seitlichen Außenwand 74. In dem dargestellten 6-Zylinder-Triebwerk bilden die Zylinder Nr. 1 und 2 ein Paar, die beiden Zylinder Nr. 3 und 4 ein weiteres und die beiden Zylinder Nr. 5 und 6 wiederum ein Paar, wobei die vier Einlaßventilkammern 82 jedes Zylinderpaars Ansaugluft durch eine gemeinsame Ansaugöffnung erhalten. Die benachbartesten öffnungen des Zylinderpaars 1 und 2 weisen die Einlaßventilkammern 82 auf und befinden sich auf gegenüberliegenden Seiten einer Gasansaugöffnung (Fig. 6 und 7) , die in der oberen Wand 91 des Motorkopfes 22 ausgebildet ist. Ähnlich sind die meist benachbartesten Einlaßventilkammern des Zylinderpaars 3 und 4 auf gegenüberliegenden Seiten einer Gasansaugöffnung 87 angeordnet, und die meist benachbartesten Einlaßventilkammern 82 des Zylinderpaares Nr. 5 und 6 auf gegenüberliegenden Seiten einer Gasansaugöffnung 88 (Fig. 11). Die Gasansaugöffnungen 86, 87, 88 sind mit den Einlaßventilkanunern durch drei getrennte Gaseinlaßpassagen oder -kammern 93 (Figuren 6, 7, 9 und 11),

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die im Motorkopf 22 zwischen den oberen und unteren Wänden 91, 92 ausgebildet sind, verbunden. Nicht gezeigte Luftpassagen sind im Kipphebelgehäuse ausgebildet, die die Gasansaugöffnungen 86, 87, 88 mit der Kompressorleitung 63 verbinden. Auf diese Art und Weise fließt die angesaugte Luft vom Kompressor durch die Kompressorleitung 63, die Passagen im Kipphebelgehäuse 60, die Gasansaugöffnungen 86, 87, 88, die Gasansaugkammern 93 zu den Einlaßventilkammern 82.

Während Zylinderpaare die Ansaugluft von gemeinsamen Kammern 93 erhalten, sind die beiden Auslaßventilkammern 81 jedes der Zylinder durch eine getrennte Auslaßpassage (Figuren 6 und 10) mit in der Seitenwand 74 des Motorblocks 22 ausgebildeten Auslaßöffnungen verbunden. Jede der Auslaßpassagen 96 erstreckt sich um die dazugehörigen Auslaßven-.tilkammern 81 und verläuft bogenförmig nach oben und gegen die Seitenwand 74, wie in Fig. 10 gezeigt. Wie bereits erwähnt, wird die Abgassammeieinrichtung durch eine Vielzahl von Leitungen gebildet, die mit den Auslaßöffnungen 97 verbunden sind und die Abgase entsprechend bekannter Puls-Turbinen-Verfahren trennen.

Das bereits erwähnte Kipphebelgehäuse 60 ist an der oberen Seite des Motorkopfes befestigt, schließt die Kipphebel ein und weist die bereits erwähnten Ansaugluftpassagen, die in ihm zum Leiten von angesaugter Luft von der Kompressorleitung 63 zu den Gasansaugöffnungen 86, 87, 88 im Motorkopf ausgebildet sind, auf.

Das Triebwerk schließt weiterhin ein neues und verbessertes Kühlsystem für flüssige Kühlmittel ein. Wie in Figuren 1 und

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3 gezeigt, schließt das Kühlsystem eine Kühlmittelumwälzpumpe 101, die auf einer Seite des Motorblocks 20 ungefähr auf der gleichen Höhe wie die Zylinderlaufbuchsen 25 angebracht ist, ein, sowie ein kurzes Rohr oder Röhre 102, die den Pumpenauslaß mit einer Kühlmittelzuführungseinheit 103 verbindet, die auf der der Kühlmittelumwälzpumpe 101 benachbarten Seite des Motorblocks 20 befestigt ist. Die Kühlmittelzuführungseinheit 103 bildet eine Kühlmittelzuführungpassage 104, die sich im wesentlichen längs des Motorblocks 20 benachbart den Zylinderlaufbuchsen 25 erstreckt. Seitlich benachbart jeder Zylinderlaufbuchse sind mindestens ein bevorzuge zwei Kühlmittel-Einflußöffnungen 106, die sich durch die Wand des Motorblocks erstrecken und die Kühlmittelzuführpassage 104 mit einer ringförmigen Kühlmittelkammer 107 um die Laufbuchse 25 verbinden, ausgebildet. Die ringförmige Kühlmittelkammer ist an ihren inneren und äußeren Seiten durch die Zylinderlaufbuchse und eine Wand 108 des Motorblocks begrenzt, an ihren oberen und unteren Enden durch die abgedichteten Verbindungen 111, 112 zwischen der Zylinderlaufbuchse 25 und dem Motorblock 20. Die Kühlmittel-Einlaß-Öffnungen 106 sind an der Pumpenseite 101 der ringförmigen Kühlmittelkammer 107^ nahe des unteren Endes der Kammer_/ausgebildet. Mindestens ein und bevorzugt zwei Kühlmittelauslaßöffnungen 109 sind im Motorblock 20 ausgebildet, die das obere Ende jeder ringförmigen Kühlmittelkammer 107 mit Passagen im Motorkopf verbinden, wobei sich die Kühlmittelauslaßöffnungen 109 an der gegenüberliegenden Seite des Motorblocks 20, von den Kühlmittel-Einlaß-Öffnungen 106 aus gesehen, befinden. Mit jeder Kühlmittelauslaßöffnung 109 ist eine abgedichtete Verbindung 111 im Zylinderkopf 22 ausgebildet, wobei die abgedichteten Verbindungen Kühlmittel

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zu in dem Zylinderkopf ausgebildeten Kühlmittel-Passagen 112 befördern. Diese Passagen 11 2 verlaufen über den Zylinderkopf benachbart dem dazugehörigen Einspritzer 37, wie weiter unten beschrieben. Auf der der Kühlmittelzuführungseinheit 103 benachbarten Seite des Triebwerks ist eine Vielzahl von Kühlmittelpassagen 113 im Zylinderkopf und Kühlmittelpassagen 114 im Motorblock ausgebildet. Eine Kühlmittelsammeleinrichtung 116 ist auf der direkt oberhalb der Kühlmittelzuführungseinheit 103 gelegenen Seite des Motorblocks 20 ausgebildet, welche eine Kühlmittelleitung 117 bildet, die mit allen Kühlmittelpassagen im Motorblock 114 verbindet. Ein Rohr oder Leitung 118 (Figuren 1 und 2) ist an der Seite der Kühlmittelsammeleinrichtung 116 angekoppelt und liefert Kühlmittel beispielsweise zu einem Triebwerkskühler (nicht gezeigt). Ein Thermostat 119 (Fig. 1) ist bevorzugt in dem Rohr oder der Leitung 118 angebracht.

Zusätzlich zu den Kühlmittelauslaßpassagen 113, die vom Motorkopf wegführen, ist eine zusätzliche Durchflußöffnung niedriger Kapazität 121 (Figuren 4 und 7) im Zylinderkopf 22 benachbart der oberen Seite 91 ausgebildet. Die Durchflußöffnung 121 ist durch die Wand ausgebildet und verbindet mit dem obersten Ende der Kühlmittelausflußöffnungen 112, wie am besten in Fig. 7 gezeigt. Ein Rohr oder eine Flußleitung 122 verbindet die Durchflußöffnung niedriger Kapazität 121 mit einer Dichtung 123, die an der Seite des Rohres 118 angeordnet ist, wobei die Verbindung zum Rohr 118 oberhalb der Durchflußöffnung niedriger Kapazität 121 liegt. Auf diese Art und Weise entlüftet die Durchflußöffnung 121 und die Flußleitung 22 den obersten Teil der Passagen 112 und verhindern jegliche Ansammlung von Luft oder Wasserdampf in dieser oberen Seite der Passagen.

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Die Kühlmittelausflußpassagen 113 können so angesehen werden, als ob sie in eine obere Hülse 126, am besten in Fig. 11 gezeigt, und eine untere Hülse 127, am besten in Fig. 5 gezeigt, zerfallen. Wie in Fig. 5 gezeigt, fließt das Kühlmittel durch die Kühlmittelauslaßöffnung 1O9 und die abgedichtete Verbindung 111 in die niedrigere untere Hülse 127, über den Motorkopf und aus den Kühlmittelausflußöffnungen 113. Der Weg durch die untere Hülse ist durch die unterbrochene Linie 128 in Fig. 5 dargestellt, wobei ein Großteil des Kühlmittels den Weg durch die untere Kammer nimmt. Rohrförmige Wände 129 sind um die Auslaßventilkammer und die Einlaßventilkammer 81, 82 ausgebildet, wobei die Trennwände 31 sich zwischen den Wänden 129 der auf der Längsachse des Kopfes befindlichen öffnungen und zwischen diesen rohrförmigen Wänden 129 und den Seitenwänden 71, erstrecken, wobei diese Trennwände das Kühlmittel daran hindern, direkt über den Motorkopf von den abgedichteten öffnungen 111 zu den Kühlmittelpassagen 113 zu fließen. Das Kühlmittel wird zu einem Fluß um 45° Winkel längs der durch unterbrochene Linien angezeigten Wege 128 zu den Einspritzöffnungen 80 gezwungen und, wie am besten in Fig. 9 gezeigt, ist eine ringförmige Passage 132 zwischen den Einspritzern 37 und den Wänden der Einspritzöffnungen 80 ausgebildet. Jede ringförmige Passage 132 erstreckt sich um den unteren Abschnitt des Einspritzers, wobei dieser Abschnitt der Wärme aus der Verbrennungskammer ausgesetzt wird; die oberen und unteren Enden der ringförmigen Passage 132 sind natürlich abgedichtet.

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Das Kühlmittel jedes Kühlmittelweges fließt von einer abgedichteten öffnung 111 zwischen und um die rohrförmigen Wände des anderen Paares Auslaßventil (81) und Einlaßventil (82) und aus einer Kühlmittelausflußöffnung (113). Eine Vielzahl derartiger Kühlmittelwege 128 sind durch die untere Hülse 127 ausgebildet, wobei jeder der Kühlmittelwege sich von einer abgedichteten öffnung 111 aus, diagonal über den Motorkopf zu dem benachbarten Einspritzer und anschließend zu einer Auslauföffnung auf der anderen Seite des Motorkopfes erstreckt. Diese Wege 128 sind im wesentlichen voneinander getrennt und die Fluß-Quantität jedes Weges hängt von der Größe der zu den unterschiedlichen Wegen zugeordneten Flußpassagen ab. Diese Größen können so ausgebildet werden, daß ein gleichmäßiges Wärmeübertragungsmuster zwischen den verschiedenen Zylindern erhalten wird.

Die obere Hülse 126 erstreckt sich im wesentlichen über die Länge des Motorkopfes an der Seite, die den Kühlmittelausflußöffnungen 113 benachbart ist. Oberhalb jeder der Kühlmittelausflußöffnungen 113 sind die beiden Hülsen 126 und 127 verbunden und an die Kühlmittelausflußöffnungen 113 angeschlossen, daraus folgend, kann Kühlmittel aus beiden Hülsen durch die Kühlmittelausflußöffnungen 113 fließen. Kühlmittel fließt in die obere Hülse von der unteren Hülse aus durch mindestens eine-Entlüftungs-öffnung 141 (Fig. 8 und 11). Bei der hier beschriebenen bevorzugten Ausfuhrungsform sind vier Entlüftungsöffnungen 141 vorgesehen, jeweils eine benachbart den Enden des Zylinderkopfes, eines zwischen den Zylindern Nummer 3 und Nummer 2 und das andere zwischen den Zylindern Nummer 4 und Nummer 5. Die gesamte Durchflußfläche der öffnungen ist relativ klein, dementsprechend ist die Quantität des durch die obere Hülse fließenden Flusses relativ gering. Wie in Fig. 11 gezeigt, bewegt sich der Fluß durch die obere Hülse· längs den durch die unterbrochenen Linien 142 angedeuteten Wegen, das Kühlmittel fließt aus den Entlüftungs-Öffnungen 141 über die oberen Bereiche der Auslaßpassagen 196, wie in Fig. 10 gezeigt,

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ORIGINAL INSPECTED

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zu den Kühlmittelausflußöffnungen 113.

Die Fließleitung 122 führt zum Rohr 118, das wiederum beispielsweise an einen Kühler oder Zwischenkühler angeschlossen sein kann. Durch diese Anordnung wird die oberste Seite der oberen Hülse 126 durch die Durchflußöffnung niedriger Kapazität 121 entlastet und die oberste Seite der unteren Hülse 127 durch die Entlüftungs-öffnungen 1 41 , sowie die in Fig. 8 zwischen den Hülsen 126 und 127 gezeigten Verbindungen. Die eben beschriebene Entlastungsanordnung verhindert, daß Luft und Wasserdampf in den Leitungen des Kopfes eingeschlossen werden, wobei jegliche Luft oder Dampf durch die Durchflußöffnung niedriger Kapazität 121, die Fließleitung 122 und die Leitung 118 abgelassen werden. Diese Anordnung ist außerordentlich vorteilhaft, da eine ordnungsgemäße Entlastung sogar durch die Pumpe und deren Zufluß möglich wird _t die sich recht weit unterhalb der Ebene der im Kopf angeordneten Passagen befinden, wodurch eine Anbringung der Pumpe an einer vorteilhaften niedrigeren Stelle,benachbart der Kühlmittelzuführungseinheit, möglich wird.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Konstruktion besteht darin, daß die Kühlmittel- flußanordnung mit der Orientierung der Ansaug- und Auslaßventile zusammenarbeitet, und derart eine verbesserte Kühlung ermöglicht. Die Ventilanordnung, bei der für jeden Zylinder zwei Ventile an der Längsachse des Kopfes und die anderen beiden an einer Linie, die senkrecht zu dieser Achse ist, angeordnet sind, ermöglicht es dem Kühlmittel, auf Wegen zwischen Ventilpaaren zu und vom Einspritzer zu fließen, wobei sich diese Wege 45 zur Längsachse erstrecken. Das Kühlmittel fließt oberhalb und unterhalb der Abgaspassagen, nachdem es den Einspritzer passiert hat, um effektiver zu kühlen. Die Abgasöffnungen sind relativ nahe der Abgassammeieinrichtung des Kopfes, wobei die Abgasleitungen relativ kurz sind, wodurch die erhitzten Abgase aus dem Kopf so schnell wie möglich entfernt werden.

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Bekannte Triebwerke nach dem Stand der Technik weisen eine Entlastungsleitung niedriger Kapazität auf, die vom oberen Ende der Kühl-Hülse im Kopf wegführt, diese Anordnung nach dem Stand der Technik hat jedoch den Nachteil, daß die Entlastungsleitung relativ lang war und mit dem Kühler verbunden war. Da ein Hersteller von Triebwerken durchaus das Triebwerk nicht zusammen mit einem Kühler liefert, kann der Hersteller darauf angewiesen sein, den Fahrwerks- Hersteller (truck builder} zürn ordnungsgemäßen Verbinden Entlastungsleitung zwischen dem Motorkopf und "dem Kühler zu veranlassen. Erfindungsgemäß ist die Entlastungsleitung durch den Triebwerkshersteller bereits richtig angebracht, da das Rohr 118 ein Teil des Triebwerks ist.

Die in der vorstehenden Beschreibung sowie in den nachfolgenden Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

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Claims

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ANSPRÜCHE

Ί 1/ Kühleinrichtung für Verbrennungsmotoren mit einem Motorblock, einem auf der Oberseite des Motorblocks befestigten Zylinderkopf, einer Vielzahl von im Motorblock ausgebildeten Zylinder, einer Vielzahl von im Zylinderkopf für die Zylinder angeordneten Ventilen, einer benachbart dem Motorblock montierten Kühlmittelumwälzpumpe, einer mit Kühlmittel von der Kühlmittelumwälzpumpe versorgten Kühlmittelzuführungspassage, einer ersten Kühlmittelpassage um die Zylinder im Motorblock, die Kühlmittel von der Kühlmittelzuführungseinheit erhält; einer zweiten, über den Zylinderkopf verlaufenden Passage im Motorkopf; einer dritten, die erste und zweite Passage verbindenden Kühlmittelpassage; und einer Kühlmittelsammelleitung, die das Kühlmittel zur Kühlmittelumwälzpumpe zurückführt,dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlmittelzuführpassage eine auf dem Motorblock (20) angeordnete Kühlmittelzuführeinheit (103) ist; daß die benachbart der Kühlmittelzuführeinheit (103) auf dem Motorblock (20) angeordnete Kühlmittelsanunelpassage eine Kühlmittelsammeleinheit (117) ist; daß die dritte Kühlmittelpassage (109) auf der der Kühlmittelzuführeinheit (103) gegenüberliegenden Triebwerksseite angeordnet ist;

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ORIGINAL INSPECTED

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daß der Kühlmittelfluß durch die erste Kühlmittelpassage (107) in entgegengesetzter Richtung zu dem in der zweiten Kühlmittelpassage (112) erfolgt; und daß sich vierte Kühlmittelpassagen (113, 114) von der zweiten Kühlmittelnassage (112) aus durch den Motorblock (20) zur Kühlmittelsammeleinheit (117) erstrecken.
2. Kühleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine fünfte Kühlmittelpassage mit einer der Ein heiten verbunden ist und sich auf die Höhe der oberen Seite des Zylinderkopfes erstreckt, daß sechste Kühlmittelpassagen (121, 122) die zweiten und fünften Kühlmittelpassagen verbinden, wobei die sechsten Kühlmittelpassagen mindestens so hoch wie der obere Abschnitt der zweiten Kühlmittelpassage (112) liegen.
3. Kühleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Triebwerk weiterhin einen Kühler beinhaltet, wobei die fünften Kühlmittelpassagen (118) zwischen der Kühlmittelsammeleinheit (117) und dem Kühler verbunden sind.
4. Kühleinrichtung nach Anspruch 1, wobei in dem Motorblock eine Vielzahl von in Reihe liegenden Zylindern angeordnet sind sowie Motorinnenwände,die Zylinder voneinander abtrennen, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kühlmittelpassage eine Vielzahl von einzelnen Passagen aufweist, die sich um die Zylinder (23) erstrecken, wobei jede einzelne Passage zwischen einem Zylinder und den benachbarten Motorinnenwänden (108) ausgebildet ist.
5. Kühleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Zylinder mindestens eine Kühlmitteleinlaß-

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öffnung im Motorblock (2O) ausgebildet ist und die Kühlmittelzuführungseinheit (103) mit der ersten Kühlmittelpassage (107) verbindet, wobei die dritte Kühlmittelpassage mindestens eine öffnung (109, 111) für jeden Zylinder im Motorblock (20) sowie dem Zylinderkopf (22), benachbart den Enden der Zylinder, die am Zylinderkopf (22) angrenzen, benachbart sind, aufweist.
6. Zylinderkopf für einen Verbrennungsmotor mit mehreren Zylindern, mit einem Motorblock sowie einer Kühleinrichtung, wobei in dem Motorblock eine Vielzahl von Kühlmitteldurchflußpassagen ausgebildet ist und im Zylinderkopf eine Oberfläche zum Befestigen desselben auf der Oberseite des Motorblocks ausgebildet ist und sich Ktihlmittelpassagen im Zylinderkopf befinden sowie sich durch diesen erstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß im Zylinderkopf (22) Kühlmitteleinlaßöffnungen (111) und Kühlmittelauslaßöffnungen (113) in einer Oberfläche ausgebildet sind, wobei sich die zweiten Kühlmittelpassagen (112) zwischen diesen Kühlmitteleinlaß- (111) und -auslaßöffnungen (113) erstrecken, wobei diese zur Verbindung mit den Kühlmittelpassagen des Motorblocks (20) eingerichtet sind, um Kühlmittel durch die Kühlmittelpassagen des Zylinderkopfs (22) zu leiten.
7. Zylinderkopf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine öffnung (121) in Verbindung mit der oberen Seite der zweiten Kühlmittelpassagen (112) des Zylinderkopfes (22) zum Entlasten dieser Zylinderkopf-Kühlmittel-Passagen ausgebildet .ist.
8. Zylinderkopf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

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daß die Kühlmitteleinlaßöffnungen (111) in einer Oberfläche (92) auf einer Zylinderkopfseite und die Kühlmittelauslaßöffnungen (113) in einer Oberfläche (91) auf der anderen Zylinderkopfseite ausgebildet sind, wobei im Zylinderkopf (22) eine Vielzahl von Öffnungen (80) für die Aufnahme der Einspritzer (37) geformt sind und daß in den Fließpassagen eine Vielzahl von Trennwänden (131) ausgebildet sind, die sich über die Kühlmittelpassagen im Zylinderkopf (22) erstrecken, aber in den Einspritzeröffnungen (80) enden, wodurch Kühlmittel in die Kühlmitteleinlaßöffnungen (111) quer über die Zylinderkopfpassagen (112) zu den Kühlmittelauslaßöffnungen (113) fließt, wobei die Trennwände (131) das Kühlmittel dazu veranlassen, um die Einspritzeröffnungen

(80) zu fließen.
9'. Zylinderkopf nach Anspruch 6, wobei die Zentrallinie des Zylinderkopfes durch die Einspritzeröffnungen verläuft und der Zylinderkopf weiterhin eine Vielzahl von inneren Wänden aufweist, die zwei Lufteinlaßöffnungen und zwei Abgasöffnungen für jeden Zylinder bilden, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lufteinlaßöffnung (82) und eine Abgasöffnung

(81) auf dieser Zentrallinie liegen und die andere Lufteinlaßöffnung (82) und Abgasöffnung (81) auf einer senkrecht zur Zentrallinie verlaufenden Linie liegen, wobei das Kühlmittel im Winkel zur Zentrallinie zwischen der Lufteinlaßöffnung (82) und der Abgasöffnung (81) fließt.
10. Zylinderkopf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderkopf .(22) eine Vielzahl von Innenwänden (131) aufweist, die eine sich zwischen den Einlaß- (82) und Auslaßöffnungen (81) über den Zylinderkopf erstreckende

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untere Kaitmer (127) und eine sich oberhalb der unteren Kammer befindliche obere Kammer (126) bilden und daß mindestens
eine Entlüftungseinrichtung (141) die obere und untere
Kammer verbindet.
11. Zylinderkopf nach Anspruch 10 , dadurch gekennzeichnet, daß zweite Entlüftungseinrichtungen (121) im Zylinderkopf (22) (2 ) vorgesehen sind, die mit dem oberen Abschnitt der oberen Kammer (126) verbunden sind.

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