DE3621721A1 - Cylinder head for a water-cooled internal combustion engine - Google Patents

Abstract

For sound insulation of the cylinder head (6) of an internal combustion engine which, in a manner advantageous for its manufacture, is divided along a transverse plane (8) passing through cooling passages (7) into a lower and an upper head section (9, 10), the lower head section (9) has an additional wall, supported on an opposing wall (2) on the crankcase (1) which former wall separates an oil return duct (22) from the upper head section (10) containing the valve timing gear (11, 12, 13), and has a mechanical connection to the actual lower head section and the upper head section (10) solely by way of the exhaust and refill ports (14, 15). <IMAGE>

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.The invention relates to a cylinder head according to the preamble of the patent versuch 1. Such a horizontally divided cylinder head, as it from the DE-GM 18 94 505, 46c 10, is known and in which the level of subdivision the cooling interspersed in the middle, offers the advantage of one in terms of shape and core Wands particularly simple manufacture, for example in the die casting process.

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.In the cylinder head known from the utility model mentioned, the upper one bears Head part over an upstanding collar the usual cylinder head cover, while the lower head part one on one side and two on the other side has projecting walls below, which can be placed on corresponding counter walls of the Crankcase are set up and limit the coolant spaces or channels 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. To reduce noise emissions from both the combustion chamber and the Valve actuation is known to provide an additional engine in the internal combustion engine Usually encapsulate capsule consisting of several wall parts. With such a Capsule machine it is from the AT-PS 3 50 855, F02F 7/00, also already known in insert the sound-absorbing pontics in the course of the gas exchange lines, a sound emission also through the gas passing through the capsule without contact to largely reduce alternating lines. However, such a capsule requires a large installation space, for example, only in the engine compartment of motor vehicles is rarely available.  

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.The invention has for its object a cylinder head according to the Oberbe handle of claim 1, d. H. while respecting its manufacturing engineering pre parts, to create the without a capsule in terms of the sound emission is optimized.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht in den kennzeichnenden Merkmalen des Patent­ anspruchs 1, eine vorteilhafte Ausbildung der Erfindung beschreibt der Unteran­ spruch.The solution according to the invention consists in the characterizing features of the patent claims 1, an advantageous embodiment of the invention describes the Unteran say.

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.The invention solves the problem described in terms of manufacturing technology, Advantageously, it requires practically no significant additional space in that in addition to those required for water cooling ducts and spaces Walls on the lower head part is an additional outer wall, which one space required for oil transport between the valve control and crankcase defined and only via the gas exchange channels with the actual lower head part in Connection is established. According to claim 2, the sound insulation can still be used are supported that the gas exchange channels and thus the mechanical connection of this outer wall with the actual lower head section soundproofing, for example, made of gray cast iron or ceramic. The upper head part, the essentially the valve actuation (camshaft, rocker arm or rocker arm, valve plunger, closing springs) is only available via the gas exchange channels with the discussion th outer wall of the lower head part and is at the top and side of the Cylinder head cover covered, on the one hand with the interposition of sound insulation Renden seal attached to the circumferential contact surface on the lower head part and on the other hand, as known per se from DE-OS 29 48 572, F02F 1/24, can be quiet.

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.As can be seen from this general description, the outer wall serves of the lower headboard not only for noise isolation, but also for education anyway required flow paths for the oil, which accordingly the gas changes flows around channels. At this point it should be inserted that DE-OS 31 23 527, F02F 7/00, describes an internal combustion engine with oil spaces for cooling, in which the accordingly as the only coolant oil present a gap between the flows through the actual machine and a housing provided with cooling fins, thus also flows around areas of the gas exchange channels. However, this is  as I said, to an internal combustion engine with a single, both for lubrication as well as cooling liquid, namely oil, and without one divided cylinder head in the described advantageous manner; Aim this known construction is rather an oil-cooled internal combustion engine, the Housing as a one-piece cast housing from the crankshaft bearing to the top horizontal valve control is executed.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläu­ tert, die einen Querschnitt durch eine Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine im Bereich des Zylinderkopfes wiedergibt.An embodiment of the invention is explained below with reference to the drawing tert, which is a cross section through a motor vehicle internal combustion engine in the area of the cylinder head.

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.The cylinder head 6 placed on the crankcase 1 with the outer wall 2 , the cooling water jacket 3 and the cylinder 4 with the interposition of a conventional seal 5 is along the transverse, cooling water spaces or channels 7 enforce the level 8 in the lower head part 9 and the upper Divided headboard 10 . This subdivision has the advantage that undercuts or cavities are avoided in the shaping of the cylinder head.

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.The upper head part 10 comprises essentially the valve control, so cam shaft 11 , rocker arm 12 and valve closing springs 13 and the associated bearings, while essential components of the lower head part 9, the in this embodiment example made of poorly heat-conducting material, here ceramic, gas exchange selkanäle 14 and 15 are. These are assigned inlet and outlet valves 16 and 17 in the usual way, which are actuated via the camshaft 11 .

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.On the circumferential, on the gas exchange channels 14 and 15 on position 18 supports the lower head part 9 with the interposition of the sound-insulating seal 19 the cylinder head cover 20 , the upper head part 10 without direct mechanical contact and thus without producing a structure-borne sound from above and covers on the side.

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.The bearing surface 18 extends upwards in continuation of the outer wall 21 , which is connected to the inner, actual area of the lower head part 9 only via the sound-insulating gas exchange channels 14 and 15 and defines an intermediate space 22 which extends downwards at 23 outside of the cooling water jacket 3 continues in the crankcase 1 and is used to return the oil serving as lubricant for the valve control - a lubricating oil channel on the camshaft bearing is indicated at 24 - in the figure in front of and behind the central regions of the gas exchange channels 14 and 15 .

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.With the invention is accordingly a cylinder head for an internal combustion engine ge create the beneficial sound insulating properties of a common capsule machine without requiring the space required for an additional capsule other.

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.1. Cylinder head for a water-cooled internal combustion engine, which is divided into a valve actuation receiving upper and a gas exchange channels containing lower head part, of which a head part with avoiding closed coolant spaces already during the shaping along a penetrating, substantially transverse plane A circumferential bearing surface for a cylinder head cover covering the valve actuation is seen and the lower head part has connecting surfaces for a crankcase-carrying, liquid-space-bounding walls which extend exclusively from the gas exchange channels, characterized in that the bearing surface ( 18 ) for the cylinder head cover ( 20 ) as part of the lower head part ( 9 ) also starts from the gas exchange channels ( 14, 15 ) in continuation of a circumferential outer wall ( 21 ) which serves as an exclusive oil return from the upper head part ( 10 ) fluid space ( 22 ), and that the upper head part ( 10 ) is practically completely inside the cylinder head cover ( 20 ) without direct contact with it. 2. Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaswechselka­ näle (14, 15) aus schallisolierendem Material, wie Graugruß oder Keramik, be­ stehen.2. Cylinder head according to claim 1, characterized in that the Gaswechselka channels ( 14, 15 ) made of sound-insulating material, such as gray cast iron or ceramic, are available.