DE4344356C2 - Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine mit Sekundärluftzufuhr - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zylinderkopf gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bekanntlich dient die Sekundärluftzufuhr zu den Abgasen von Brennkraftmaschinen der nachträglichen Reaktion unverbrannter HC- oder CO-Anteile mit dem so angebotenen Luftsauerstoff, so daß eine bessere Abgasqualität erreicht wird. Dies gilt ins­ besondere während der Warmlaufphasen von nach dem Otto-Prinzip arbeitenden Brennkraftmaschinen, die im kalten Zustand wegen der Kraftstoffkondensation an kalten Maschinenteilen mit Kraftstoff­ überschuß betrieben werden müssen. Auch hinsichtlich der Wirk­ samkeit von in der Abgasleitung vorgesehenen Katalysatoren hat sich die Sekundärluftzufuhr als vorteilhaft erwiesen, da durch die Sekundärlufteinspeisung und die daraus resultierenden Nach­ reaktionen der Abgasbestandteile die Abgase und die Katalysato­ ren schneller erwärmt werden und demgemäß die Katalysatoren früher ihre Betriebstemperatur erreichen.

Wie sich gezeigt hat, ist eine Sekundärluftzufuhr in unmittel­ barer Nähe der Auslaßventile in die Auslaßkanäle am wirkungs­ vollsten. Daher ist es bekannt, im Zylinderkopf Sekundärluft­ kanäle vorzusehen. Nachteilig ist bei bekannten, mit Sekundär­ luftkanälen versehenen, flüssigkeitsgekühlten Brennkraftma­ schinen jedoch die Tatsache, daß durch diese Kanäle die Kühlwirkung verschlechtert wird. Hinzu kommen Fertigungsschwierig­ keiten.

Hinsichtlich Einfluß auf die Kühlung der Maschine und Fertigungsschwierigkeiten günstiger verhält sich die Brennkraftmaschine nach der gattungsbildenden DE 39 34 883 A1, bei der ein Sekundärluft-Längskanal durch eine Vertiefung in der ersten Dichtfläche oder der dem Zylinderkopf zugekehrten Dichtfläche des Zylinderblocks gebildet ist; von diesem Längskanal gehen Verbindungsleitungen nebst Einblaseleitungen zu den einzelnen Abgaskanälen ab. Hier können jedoch Platzprobleme bei der Unterbringung der Sekundärluftzufuhr auftreten.

Aus der DE 22 59 548 A ist eine Brennkraftmaschine bekannt, bei der Sekundärluftkanäle in die zweite Dichtfläche eingearbeitet sind, die zum Anschluß von Abgasleitungen dient. Diese Kanäle erstrecken sich über die gesamte Anordnung von Auslaßkanälen, und zwar so, dass sie teilweise oberhalb, teilweise unterhalb derselben verlaufen und einen Teil dieser Auslaßkanäle umschlingen. Da diese Kanäle teilweise oberhalb, teilweise unterhalb der Auslaßkanäle, also in zwei zueinander senkrechten Richtungen, verlaufen, ist ihre Herstellung schwierig. Der Vorteil der Möglichkeit der Anordnung einer Sekundärluftzufuhr oberhalb der Abgaskanäle wird also mit fertigungstechnischen Problemen und Kosten erkauft.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Zylinderkopf zu schaffen, bei dem nicht nur die Kühlwirkung der Flüssigkeitskühlung nicht beeinträchtigt ist, sondern ohne hohen Fertigungsaufwand Platzprobleme bei der Unterbringung einer Sekundärluftzufuhr vermieden sind.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in einem gattungsgemäßen Zylinderkopf mit den Merkmalen des Patentanspruchs.

Die Erfindung nutzt also zur Gewinnung von in die einzelnen Auslaßkanäle einmündenden Sekundärluftkanälen ebenfalls bereichsweise in die erste Dichtfläche eingearbeitete Vertiefungen auf, ordnet jedoch einen allen Auslaßkanälen gemeinsamen Längs- oder Verteilerkanal oberhalb der Auslaßkanäle an, so dass keine Platzprobleme bei der Unterbringung der Sekundärluftzufuhr auftreten. Weiterhin nutzt die Erfindung zur Herstellung von Strömungsverbindungen zwischen diesem Verteilerkanal einerseits und den an der ersten Dichtfläche befindlichen Vertiefungen andererseits ohnehin vorhandene Bohrungen, nämlich Durchgangslöcher für Zylinderkopfschrauben, aus; diese Durchgangslöcher weisen Übermaß gegenüber dem Durchmesser der Zylinderkopfschrauben auf und stehen in Strömungsverbindung sowohl mit dem Verteilerkanal als auch mit den Sekundärluftkanälen. Dabei liegen die Sekundärluftkanäle außerhalb der zum Wärmeübergang zwischen heißen Stellen des Zylinderkopfes einerseits und Kühlmittelräumen andererseits dienenden Materialbereiche des Zylinderkopfes, so dass sie die Kühlung in keiner Weise beeinträchtigen. Ferner können nicht nur die Vertiefungen sehr einfach mit kurzen Werkzeugen oder beim Gießen des Zylinderkopfes hergestellt werden, sondern auch der Längskanal kann fertigungsfreundlich gestaltet werden, da der nicht so gekurvt verlaufen muß, dass er sowohl mit einer oberhalb angeordneten Sekundärluftzufuhr als auch mit den Längskanälen verbindbar ist. Diese Verbindungen werden vielmehr durch die mit Übermaß hergestellten Durchgangslöcher für die Zylinderkopfschrauben gebildet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert, die einen Querschnitt durch eine Brennkraftmaschine mit je einer Einlaß- und einer Auslaßnockenwelle wiedergibt.

Zur Gewinnung auslaßkanalindividueller Sekundärluftkanäle ist jeweils eine Vertiefung 31 in der - dem Zylinderblock zugekehrten - ersten Dichtfläche 32 des Zylinderkopfes 30 vorgesehen, von der ein (für die Sekundärluftverteilung auf die einzelnen Zylinder wichtiger) Dosierquerschnitt 33 in Richtung auf das Auslaßventil 34 abgeht. Diese Bohrung 33 läßt sich einfach gratfrei herstellen und verläuft so, dass die Abgasströmung einen Saugeffekt auf die Sekundärluft ausübt. Dagegen dient als Verteilerkanal 35 eine oberhalb der Auslaßkanäle 36 verlaufende Längsbohrung, die in Strömungsverbindung mit zwischen den Auslaßkanälen 36 verlaufenden Durchgangslöchern 37 für Zylinderkopfschrauben 38 steht. Diese Durchgangslöcher 37 besitzen derart große Durchmesser im Verhältnis zu den Durchmessern der Schrauben 38, dass sie Ringkanäle bilden, die an ihren unteren Enden einlaufen in die Vertiefungen 31 und damit in die den einzelnen Auslaßkanälen 36 zugeordneten individuellen Sekundärluftleitungen.

Mit der Erfindung ist demgemäß ein gattungsgemäßer Zylinderkopf geschaffen, der bei einfacher Fertigung der Sekundärluftleitungen und des Verteilerkanals eine Beeinträchtigung der Kühlung durch diese Leitungen sowie Platzschwierigkeiten vermeidet.

Claims (1)

1. Zylinderkopf (30) für eine Brennkraftmaschine mit einer ersten Dichtfläche (32) zum Aufsetzen auf einen Zylinderblock, einer zweiten Dichtfläche, zum Ansetzen von Abgasleitungen in Fortsetzung von mit Auslaßventilen (34) bestückten Auslaßkanälen (36) im Zylinderkopf (30) sowie mit auslaßventilnah in die Auslaßkanäle (36) einmündenden Sekundärluftkanälen (31, 33, 37), die bereichsweise in die erste Dichtfläche (32) vertieft eingearbeitet sind (31) und damit strömungsmäßig verbundene, individuell in die Auslaßkanäle (36) einmündende Dosierkanäle (33) enthalten und die über einen gemeinsamen Verteilerkanal (35) im Zylinderkopf (30) mit einer Sekundärluftzufuhr in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, dass in die erste Dichtfläche (32) den Auslaßkanälen (36) individuell zugeordnete Vertiefungen (31) eingearbeitet sind, dass der Verteilerkanal (35) durch einen separaten Längskanal gebildet ist, der auf der der ersten Dichtfläche (32) abgekehrten Seite der Auslaßkanäle (36) im Zylinderkopf (30) verläuft und in Strömungsverbindung steht mit Übermaß aufweisenden, mit den Vertiefungen (31) in Strömungsverbindung stehenden Durchgangslöchern (37) für Zylinderkopfschrauben (38) im Zylinderkopf (30) zwischen den Auslaßkanälen (36).