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Luftgekühlter Zylinderkopf für Brennkraftmaschinen Die Erfindung betrifft
einen luftgekühlten. Zylinderkopf für Brennkraftmaschinen, der eine in der Anblaserichtung
dies Hauptkühlluftstrotnes vorn liegende, mit dem ArbeitszylindeT- verlmindene Brennkamme#r
und die Ventile für den Ein- und Auslaß enthält, die mit der Brennkammer im Dreieck
angeordnet sind und zwischen denen: ein hohen Betriebstemperaturen ausgesetzter
Steg liegt, gegen den und dessen Umgebung ein Kühlluftstrom von oben her auf den
Zylinderdeckel zu bläst.
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Bei einem luftgekühlten Zylinderkopf der vorbeschriebenen Art ist
es sehr schwierig, den Steg genügend zu kühlen, weil die Aufbauten auf dem Zylinderdeckel
den Zufluß von Kühlluft zum Steg stark behindern. Um die Kühlung zu verbessern,
ist es bei einem Zylinderkopf bekanntgeworden, durch dieBrennkammer sowie durch
Zwischenwände düsenartig verengte Kanäle zu bilden. Durch diese Kanäle soll ein
senkrecht zur Zylinderachse herangeführter Luftstrom in mittlere und seitliche Teilluftströme
unterteilt werden, von denen sich der mittlere, einen größeren Druckabfall aufweisende
Teilstrom mit Teilen der seitlichen, keinen wesentlichen Druckabfall aufweisenden
Teilströme in einer Ausgleichskammer hinter der Brennkammer wieder vereinigt. Bei
diesem bekannten Zylinderkopf wird der mittlere Teilluftstrom von oben her über
die Rückseite der Brennkammer gegen den gefährdeten
Steg und dessen
Umgebung geblasen. Der mittlere Teilluftstrom hat sich, ehe er in den Bereich des
Steges gelangt, an der Brennkammer bereits beträchtlich aufgeheizt, so daß er zur
Kühlung dieses Steges keinen nennenswerten Beitrag leisten kann. Bei allen bisher
bekannten Zylinderköpfen der hier in Rede stehenden Art wurde die Kühlluft zum Steg
so geführt, daß sie sich mehr oder weniger an den Aufbauten erwärmte, ehe sie zum
Steg gelangte.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, den Zylinderkopf so auszubilden, daß
der Steg genügend gekühlt wird. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein besonderer,
vorher keiner Erwärmung an anderen Teilen des Zylinderkopfes ausgesetzter Kühlluftstrom
in Richtung der Zylinderachse gegen den Steg bläst, dort umgelenkt wird und durch
Kühlluftkanäle zwischen der Brennkammer und den Pfeifen für den Ein- und Auslaß
nach drei Seiten abströmt.
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Bei luftgekühlten, Br#--nnkraftmaschinen, bei denen keine in der Anhlaserichtung
des Hauptkühlluftstromes vorn liegende, mit dem Arbeitszylinder verbundene Brennkammer
angeordnet ist, ist es an sich bekannt, die Kühlluft von, oben her inRichtung der
Längsmittelachse des Zylinders gegen den Zylinderkopf zu leiten. Weiterhin ist es,
bekannt, das Kühlltiftleitblech. so auszubilden, daß es zusanimen mit den Rippen
des, Zylinderkopfes, Kühlluftle,itka,n#ä-1,e bildet, von denen die einen die aus
dem Stattdruckraum der Verkleidungshaube, entnommenie Frischluft über den vorderen
und die anderen, zu den, ersteren, annähernd parallel angeordneten Leitkanäle die
ebenfalls aus dem Staudruckraum, entnommene Frischluft über den hinteren Teil des
Zylinderkopfes führen, wobei zwischen, den. beiden Kühlluftleitkanälen innerhalb
der Kühlrippen. düs Zylinderkopfes einte Leitvorric.htung vorgesehen ist, die die
beiden, den vorderen und den hinteien. Zylinderkopfteil liespülenden Luftströme
voneinander getrennt hält und den durch die Leitkanäle zuströmenden Kühl-Inftteil
den seitlich angeordneten Atislaßöffnungen zuführt. Wie bereits angedeutet, habien
die bekannten Brennkraftmaschinen keine in der Anblaiserichtung des Hauptkühlstrr-mes
vorn. liegende BrennkamnieT. Bei Zylinderköpfen mit sollchen Brennkammern macht
jedoch die genügende Kühlung des Steges zwischen, den. Ventilen für einen Ein- und
Auslaß große Schwierigkeiten. Bei solchen Zylinderköpfen ist es. nicht möglich,
die gesamte Kühlluft von oben her gegen den, Zylinderkopf zu blasen, weil wegen-
der Einspritzdüse die Brenn,-kammer nicht genügend gekühlt wird. Man. hat daher
den Hauptkühlluftstrom senkrecht zur Zylinderachse gegen den Zylinderkopf geleitet
und die Brennkammer nach vorn gelegt, so daß sie zuerst von der Kühlluft bestrichen
wird. Dadurch ist aber nunmehr die Aufgab ' e gemäß der neuen Erfindung bedingt.
-Der Steg zwischen den Ventilen für den Ein,- und Auslaß wird durch die nette Erfindung
ausreichend gekühlt. Eine Möglichkeit der Kühl-Inftführung nach Axt der vorstehend
erwähnten Ausführung von Kühlluftleitblechen besteht bei einem Zylinderkopf gemäß
der neuen, Erfindung nicht, weil die Anwesenheit der Brenilkammer die bekannte Anordnung
von Kühlluftleithlechen nicht zuläßt.
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In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der E rfindung beispielsweise
dargestellt.
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Abb. i zeigt einen luftgekühlten Zylinderkopf für Brennkraftmaschinen
von der Seite gesehen; Abb. 2 zeigt den Zylinderkopf nach Abb. i von oben; Äbb.
3 zeigt einen Schnitt nach der Linie III-III in Abb. i; Abb. 4 zeigt einen
Schnitt nach der Linie IV-IV in Abb. i.
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Der in den Abbildungen dargestellte Zylinderkopf ist ein solcher für
eine Viertaktdieselmaschine, die mit einer vorn Arbeitszylinder getrennten Breiiiikammer
arbeitet, die im Zylinderkopf liegt. Sie ist mit i bezeichnet. Die Brennkammer i
ist mit dein Arbeitszylinder über einen durch den Zylinderdeckel 2 hindurchgeführten
Schußkanal 3 verbunden. Neben der Brennkammer i enthält der Zvlinderkopf
noch die Ventile für den Ein- und Ausiaß. Die Ventile selbst sind der Einfachheit
halber nicht dargestellt. jedoch sind aus der Abb. 4 die in der Zylinderbodeenfläche
liegenden Öffnungen 4 und 5
für den Ein- bzw. Auslaß zu erkennen, die -von
den Ventilen gesteuert -werden- Durch die Anordnung der Öffnungen 4 und
5 entsteht 2iii zwischen diesen Öffnungen liegender, hohen Betriebstemperaturen
aus-gesetzter Steg 6 des Zylinderdeckels 2, der, wie die Erfahrung gezeigt
hat, sehr leicht reißt, so daß der Zylinderkopf unbrauchbar wird. Der Steg
6 ist jedoch, nicht allein gefährdet. Es muß dem ganzen zwischen der
Brennkammer i und den Ventilen liegenden Teil des Zylinderdeckels in bezug auf die
Kühlung besondere Aufmerksamkeit geschenkt werden. Damit eine wirklich intensive
Kühlung der genannten Teile des Zylinderdeckels 2 erreicht wird, ist der Zylinderkopf
so ausgebildet, daß von außen herangeführte Kühlluft in Richtung auf den Zylinderdeckel
2 zu gegen, iden Steg 6 und auch gegen dessen, unmittelbare Umgebung bläst,
Jort umgelenkt wird und durch Kanäle im Zylinderkopf nach den Seiten abströmt.
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Bei dem dargestellten Zylinderkopf sind die Brenn,kammer i und die
Ventile für den Ein- und Auslaß im Dreieck zueinander angeordnet. Demzufolge bilden
die trentikammer i und die Pfeifen 7
und 8 für den Ein- und Auslaß
drei nach den Seiten des Zylinderkopfes austretende Kühlluftkanäle 9, io
und, i i, die unten durch den Zylinderdecke12 und oben durch eine in einem Abstand
über dem Zylinderdeckel 2 angeordnete, mit diesem zusammengegossene, die Brennkammer
i und die Pfeifen 7 und 8 verbindende Platte 12 begrenzt werden. Die
Platte 12 weist über dem zwischen der Brennkammer i und, den Ventilen liegenden
Teil des Zylinderdeckels:2 eine Eintrittsöffnung 13 für die Kühlluft zum Steg 6
und dessen unmittelbare Umgebung auf. Von der gegen den Zylinderkopf geblasenen
Kühlluft strömt ein großer Teil durch,die Öffnung 13 ein und bläst gewissermaßen
in senkrechter Richtung gegen den Steg 6, so daß
dieser außerordentlich
gekühlt wird, und zwar von Kühlluft, die vorher keine Erwärmung an anderen Teilen
des Zylinderkopfes erfahren hat.
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Da die Auslaßpartie Aes Zylinderkopfes am meisten erwärmt wird, ist
der Querschnitt des zwischen den -Pfeifen: 7 und 8 liegenden, Kühlluftkanals
9 größer als der Querschnitt eines der beiden anderen Kühlluftkanäle io und
ii. Zwecks Verbesserung der Kühlung der gefährdeten Teile des Zylinde#deckels sind
in den drei nach den Seiten des Zylinderkopfes führenden Kühlluftkanälen
9, io und i i auf dem Zylin-derdeckel 2 stehende Kühlrippen angeordnet. Die
Kühlrippen 14 und 15 in den gegenüberliegenden Kanälen io und >ii sind im Bogen
über den Steg 6 hinweg zum Kühlkanal 9 zwischen den Pfeifen
7 und 8 und durch diesen Kanal hindurchgeführt. Zur Verbesserung der
Kühlung der Pfeife 8 für den Auslaß ist diese an ihrer Wand 16, die zur Begrenzung
der KühIluftkanäle 9 und i i dient, mit Kühlrippen 17 und 18 besetzt. Im
Kühlltiftkanal ii sind mehr Kühlrippen angeordnet als im Kühlluftkanal io. Zur Verbesserung
der Kühlung der Breiink-ammer i hat diese an ihrer Wand ig, die zur Begrenzung der
Kühlluftkanäle i o und i i dient, Kühlrippen 20.
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Bei dem in denAbbildungen dargestelltenZylinderkopf ist die Brennkammer
in der Anblaserichtung des Hauptkühlluftstromes angeordnet. Die gegen die Brennkammer
i blasen-de Kühlluft wird durch eine entsprechende Führung von Leitrippen 21 und
22 in Höhe der Platte 12 an beiden Seiten des Zylinderkopfes vorbei geleitet. Dadurch
besteht die Mög-
lichkeit, daß die aus den Kühlluftkanälen io und i i austretende
Kühlluft ebenfalls durch eine entsprechende Führung der Leitrippe 21, wie bei
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dargestellt ist, getrennt von der Kühlluft an den Seiten des Zylinderkopfes
vorbei abgeleitet wird, ,1;,- gec, e ii die Brennkammer i bläst. Zur weiteren
b
\lerbesserung der Kühlung der Pfeife 8 für den Auslaß ist dieselbe
dort, wo die Kühlluft aus der Hauptanblaserichtungg gegen die Brennkammer i #,orbeiströmt,
noch mit Kühlrippen 24 besetzt. Eine weitere Verbesserung der Kühlung der Pfeife'8
für der Auslaß ist dadurch hergestellt, daß oberhall) der Platte 12 ein Teilkühlluftstrorn
um die Pfeife 8 herum -nach der Seite des Zylinderkopfes geführt wird. Es
ist zu diesem Zweck in der Platte 12 oben eine Vertitfung:25 eingearbeitet.
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Zum besseren Verständnis der Abbildungen sei noch bemerkt, daß die
Befestigungsschrauben:26 für den Zylinderkopf bis oberhalb desselben durchs geführt
sind. Über dem Zylinderkopf befindet sich bei der zusammengebauten Brennkraftmaschine
noch eine auf dem Zylinderkopf befest.igte Schale zur Umhüllung und Lagerung der
Kipphebel, die zur Betätigung der Ventile . dienen. Die Kipphebel werden
über Stoßstangen betätigt, die von einer im KurbeIgehäuse liegenden Ncckenweile
aus angetrieben werden und durch Öffnungen 27 des Zylinderkopfes bis in die
Schale hinein hochgeführt sind. Die nach der von der Brennkammer i abgewandten Seite
dfes Zylinderkopfes herausgeführten Pfeifen 7
und 8 sind an ihrer Mündunz
ie mit einem Flansch 28 bzw. 29# -versehen, der zum Anschluß von Rohrleitungen
dient.
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Der Zylinderkopf ist vorzugsweise ein solcher für eine Brennkraftmaschille,
bei der mehrere Zylinder in einer oder mehreren Reihen angeordnet sind. In Abb.
4 ist strichpunktiert angedeutet, wie die Zylinderköpfe sol#cher Brennkraftmaschinen
aneinandergrenzen. Zur Heranführung des Kühlluft,stromes an den Zylinderkopf bzw.
die Zylinderköpfe sind diese selbstverständlich in bekannter Weise noch von Kühlluftleitblechen
umgeben.
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Die Erfindung ist nicht auf den in den Abb. i bis 4 dargestellten
Zylinderkopf beschränkt. Sie ist bei allen Zylinderköpfen mit Vorteil anwendbar,
die eine Brennkammer und einen hohen Temperaturen ausgesetzten Steg oder mehrere
solcher Stege aufweisen, wie dies z, B. bei Viertaktbrenn, kraftmaschinen, die mehr
als je ein Ventil für den Ein- und Auslaß oder bei Zweitaktbrennkraftinaschintn,
die ein Ventil und eine Br#ennkammer im Zylinderkopf haben, der Fall ist.
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Die Erfindung ist hauptsächlich auf Zylinderköpfe ans Leichtmetall
gerichtet. Es ist jedoch nicht ausgeschlossen, daß die Erfindung auch vorteilhaft:
für Zylinderköpfe ist, die aus einem anderen Werkstoff bestehen.