DE3621721A1 - Zylinderkopf fuer eine wassergekuehlte brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Zylinderkopf gemäß dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1. Ein derartiger horizontal geteilter Zylinderkopf, wie er aus dem DE-GM 18 94 505, 46c 10, bekannt ist und bei dem die Ebene der Unterteilung die Kühl­ mittelräume durchsetzt, bietet den Vorteil einer hinsichtlich des Form- und Kernauf­ wands besonders einfachen Herstellung beispielsweise im Druckgußverfahren.

Bei dem aus dem genannten Gebrauchsmuster bekannten Zylinderkopf trägt der obere Kopfteil über einen nach oben ragenden Kragen den üblichen Zylinderkopfdeckel, während der untere Kopfteil auf einer Seite eine, auf der anderen Seite zwei nach unten ragende Wände besitzt, die zum Aufsetzen auf entsprechende Gegenwände des Kurbelgehäuses eingerichtet sind und die Kühlflüssigkeitsräume bzw. Kanäle begren­ zen.

Zur Verringerung der Geräuschemission sowohl aus dem Brennraum als auch aus der Ventilbetätigung ist es bekannt, Brennkraftmaschinen mit einer zusätzlichen, in der Regel aus mehreren Wandteilen bestehenden Kapsel zu umgeben. Bei einer derartigen Kapselmaschine ist es aus der AT-PS 3 50 855, F02F 7/00, auch bereits bekannt, in den Verlauf der Gaswechselleitungen schallabsorbierende Zwischenglieder einzufügen, um eine Schallemission auch über die berührungsfrei die Kapsel durchsetzenden Gas­ wechselleitungen weitgehend herabzusetzen. Eine derartige Kapsel bedingt jedoch einen großen Bauraum, der beispielsweise im Motorraum von Kraftfahrzeugen nur selten zur Verfügung steht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zylinderkopf gemäß dem Oberbe­ griff des Patentanspruchs 1, d. h. unter Wahrung seiner fertigungstechnischen Vor­ teile, zu schaffen, der unter Verzicht auf eine eigenständige Kapsel hinsichtlich der Schallemission optimiert ist.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht in den kennzeichnenden Merkmalen des Patent­ anspruchs 1, eine vorteilhafte Ausbildung der Erfindung beschreibt der Unteran­ spruch.

Die Erfindung löst das beschriebene Problem also in fertigungstechnisch einfacher, praktisch keinen wesentlichen zusätzlichen Bauraum erfordernder vorteilhafter Weise dadurch, daß zusätzlich zu den für Wasserkühlungskanäle und -räume erforderlichen Wänden am unteren Kopfteil eine zusätzliche äußere Wand vorhanden ist, die einen für den Öltransport zwischen Ventilsteuerung und Kurbelgehäuse erforderlichen Raum definiert und nur über die Gaswechselkanäle mit dem eigentlichen unteren Kopfteil in Verbindung steht. Die Schallisolierung kann gemäß Patentanspruch 2 noch dadurch unterstützt werden, daß die Gaswechselkanäle und damit die mechanischen Verbin­ dungen dieser äußeren Wand mit dem eigentlichen unteren Kopfteil schallisolierend, beispielsweise aus Graugruß oder Keramik, hergestellt sind. Der obere Kopfteil, der im wesentlichen die Ventilbetätigung (Nockenwelle, Schwing- oder Kipphebel, Ventil­ stößel, Schließfedern) enthält, steht nur über die Gaswechselkanäle mit der diskutier­ ten äußeren Wand des unteren Kopfteils in Verbindung und ist oben und seitlich vom Zylinderkopfdeckel überdeckt, der einerseits unter Zwischenlage einer schallisolie­ renden Dichtung auf der umlaufenden Auflagefläche am unteren Kopfteil befestigt ist und andererseits, wie an sich aus der DE-OS 29 48 572, F02F 1/24, bekannt, geräuscharm ausgeführt sein kann.

Wie bereits aus dieser allgemeinen Beschreibung ersichtlich, dient die äußere Wand des unteren Kopfteils nicht nur zur Geräuschisolation, sondern auch zur Bildung ohnehin erforderlicher Strömungswege für das Öl, das demgemäß die Gaswechsel­ kanäle umströmt. An dieser Stelle sei eingefügt, daß die DE-OS 31 23 527, F02F 7/00, eine Brennkraftmaschine mit Ölräumen zur Kühlung beschreibt, bei der das demgemäß als einziges Kühlmittel vorhandene Öl einen Zwischenraum zwischen der eigentlichen Maschine und einem mit Kühlrippen versehenen Gehäuse durchströmt, also ebenfalls Bereiche der Gaswechselkanäle umströmt. Dabei handelt es sich jedoch, wie gesagt, um eine Brennkraftmaschine mit einer einzigen, sowohl zur Schmierung als auch zur Kühlung dienenden Flüssigkeit, nämlich Öl, und unter Verzicht auf einen in der beschriebenen vorteilhaften Weise unterteilten Zylinderkopf; Ziel dieser bekannten Konstruktion ist vielmehr eine ölgekühlte Brennkraftmaschine, deren Gehäuse als einstückiges Gußgehäuse von der Kurbelwellenlagerung bis zur oben­ liegenden Ventilsteuerung ausgeführt ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläu­ tert, die einen Querschnitt durch eine Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine im Bereich des Zylinderkopfes wiedergibt.

Der auf das Kurbelgehäuse 1 mit der äußeren Wand 2, dem Kühlwassermantel 3 und dem Zylinder 4 unter Zwischenlage einer üblichen Dichtung 5 aufgesetzte Zylinder­ kopf 6 ist längs der querverlaufenden, Kühlwasserräume bzw. Kanäle 7 durchsetzen­ den Ebene 8 in den unteren Kopfteil 9 und den oberen Kopfteil 10 unterteilt. Diese Unterteilung hat den Vorteil, daß bei der Formgebung des Zylinderkopfes störende Hinterschnitte bzw. Hohlräume vermieden sind.

Der obere Kopfteil 10 umfaßt im wesentlichen die Ventilsteuerung, also Nocken­ welle 11, Schwinghebel 12 und Ventilschließfedern 13 sowie die zugehörigen Lager, während wesentliche Bestandteile des unteren Kopfteils 9 die in diesem Ausführungs­ beispiel aus schlecht wärmeleitendem Material, hier Keramik, hergestellten Gaswech­ selkanäle 14 und 15 sind. Diesen sind in üblicher Weise Ein- und Auslaßventile 16 und 17 zugeordnet, die über die Nockenwelle 11 betätigt werden.

Über die umlaufende, sich an den Gaswechselkanälen 14 und 15 abstützende Auf­ lage 18 trägt der untere Kopfteil 9 unter Zwischenfügung der zugleich schallisolie­ renden Dichtung 19 den Zylinderkopfdeckel 20, der den oberen Kopfteil 10 ohne direkte mechanische Berührung und damit ohne Herstellung einer Körperschall­ brücke von oben und seitlich abdeckt.

Die Auflagefläche 18 erstreckt sich nach oben in Fortsetzung der äußeren Wand 21, die mit dem inneren, eigentlichen Bereich des unteren Kopfteils 9 nur über die schalldämmend ausgeführten Gaswechselkanäle 14 und 15 in Verbindung steht und einen Zwischenraum 22 definiert, der sich nach unten bei 23 außerhalb des Kühl­ wassermantels 3 im Kurbelgehäuse 1 fortsetzt und zur Rückführung des als Schmier­ mittel für die Ventilsteuerung dienenden Öls - ein Schmierölkanal am Nockenwellen­ lager ist bei 24 angedeutet - in der Figur vor und hinter den mittleren Bereichen der Gaswechselkanäle 14 und 15 dient.

Mit der Erfindung ist demgemäß ein Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine ge­ schaffen, die die günstigen schallisolierenden Eigenschaften einer üblichen gekapsel­ ten Maschine aufweist, ohne den Platzaufwand einer zusätzlichen Kapsel zu erfor­ dern.

Claims (2)

1. Zylinderkopf für eine wassergekühlte Brennkraftmaschine, der unter Vermeidung von schon bei der Formgebung geschlossenen Kühlmittelräumen längs einer diese durchsetzenden, im wesentlichen quer verlaufenden Ebene in einen eine Ventil­ betätigung aufnehmenden oberen und einen Gaswechselkanäle enthaltenden unte­ ren Kopfteil unterteilt ist, von denen ein Kopfteil mit einer umlaufenden Auf­ lagefläche für einen die Ventilbetätigung abdeckenden Zylinderkopfdeckel ver­ sehen ist und der untere Kopfteil Anschlußflächen für ein Kurbelgehäuse tra­ gende, Flüssigkeitsräume begrenzende, ausschließlich von den Gaswechselkanälen ausgehende Wände besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagefläche (18) für den Zylinderkopfdeckel (20) als Bestandteil des unteren Kopfteils (9) ebenfalls von den Gaswechselkanälen (14, 15) in Fortsetzung einer umlaufenden äußeren Wand (21) ausgeht, die einen als ausschließlicher Ölrücklauf vom oberen Kopfteil (10) dienenden Flüssigkeitsraum (22) begrenzt, und daß der obere Kopfteil (10) praktisch vollständig innerhalb des Zylinderkopfdeckels (20) ohne direkte Berüh­ rung mit diesem liegt.

2. Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaswechselka­ näle (14, 15) aus schallisolierendem Material, wie Graugruß oder Keramik, be­ stehen.