DE972226C

DE972226C - Zylinderkopf fuer luftgekuehlte Einzylinder-sowie Zweizylinder-Boxer- bzw. -V-Motoren

Info

Publication number: DE972226C
Application number: DEL10822A
Authority: DE
Inventors: Andreas Dipl-Ing Scheiterlein
Original assignee: AVL List GmbH
Current assignee: AVL List GmbH
Priority date: 1950-11-24
Filing date: 1951-11-22
Publication date: 1959-06-11

Description

Zylinderkopf für luftgekühlte Einzylindersowie Zweizylinder-Boxer- bzw. -V-Motoren Die Erfindung betrifft die Ausbildung des Zylinderkopfes für luftgekühlte Einzylinder- sowie Zweizylinder-Boxer- bzw. -V-Motoren, wobei gleich große Ein- und Auslaßventile sowie gleichartig ausgebildete Ein- und Auslaßkanäle in der Anströmrichtung der Kühlluft hintereinanderliegen und die Einspritzdüse oder die Zündkerze seitlich am Grundkörper des Zylinderkopfes angeordnet ist, von dem senkrecht die Kühlrippen ausgehen und wobei der Kühlluftstrom oben durch ein Gußstück abgedeckt ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen leichten und billigen Zylinderkopf zu bauen und dabei die Kühlluftführung so auszubilden, daß sich bei einer Umkehrung der Anströmrichtung eine gleichartige Kühlluftströmung und damit die gleiche Kühlwirkung ergibt. Der Zylinderkopf soll auf diese Weise sowohl für Einzylindermotoren als auch für Zweizylinder-Boxer- bzw. -V-Motoren geeignet sein.
Bisher bekanntgewordene luftgekühlte Brennkraftmaschinen zeigen meist größeren Zylinderabstand und kleinere Leistung als wassergekühlte Brennkraftmaschinen gleicher Hub- und Bohrungsmaße. Lediglich bei Zylinderköpfen mit im Kühlluftstrom hintereinanderliegenden Ventilen und Gaskanälen kann bei kleinem Zylinderabstand ein genügend großer Durchtrittsquerschnitt für die Kühlluft und eine ausreichende Kühlfläche untergebracht werden. Einzelne, thermisch stärker beanspruchte Stellen, wie z. B. der Steg zwischen den Ventilen, die Zündkerze bzw. bei Dieselmotoren die Einspritzdüse, sind bei dieser raum- und gewichtssparenden Konstruktion aber doch- nicht in dem Maße gekühlt, daß die gebräuchlichen Zylinderleistungen wassergekühlter Brennkraftmaschinen erreicht werden.
Es ist bekannt, den Ventilsteg durch einen Teil des Kühlluftstromes zu kühlen, welcher aus der Hauptströmungsrichtung abgelenkt wird. Soweit bisher solche Ausführungen in Erwägung gezogen wurden, handelt es sich um Ausbildungsformen, bei welchen die senkrecht zum Zylinderkopf stehenden Rippen nebeneinanderliegender Zylinderköpfe einander hinsichtlich der Kühlluftführung ergänzen. Hieraus ergibt sich der Nachteil, daß diese bekannten Zylinderköpfe bei entgegengesetzter Anströmungsrichtung nicht dieselbe Kühlwirkung aufweisen. Bei den einander ergänzenden Rippensystemen dieser Zylinderköpfe sind nämlich zumindest für die Randzylinder besondere Maßnahmen erforderlich, oder es können nicht alle Zylinderköpfe der Maschine gleich ausgebildet werden.
Weiterhin ist bereits vorgeschlagen worden, durch Krümmung von auf einer Seite der durch die Achsen der Ventile bestimmten Ebene in der Anströmrichtung liegenden Rippen gegen den Ventilsteg diesen mit Kühlluft zu versorgen. Die Wirksamkeit der Kühlung ist bei diesem Vorschlag jedoch dadurch in Frage gestellt, daß hier der Ventilsteg keine Rippen aufweist. Im übrigen ist auch hier die Anströmrichtung nicht umkehrbar.
Erfindungsgemäß ist nun der Ventilsteg durch schräg angeordnete Rippen gekühlt, die etwas geringere Höhe aufweisen als die übrigen Rippen, die senkrecht zu einer durch die Einspritzdüse bzw. die Zündkerze und die Mitte des Ventilsteges gebenden Ebene verlaufen. Auf beiden Seiten des Zylinderkopfes sind gleiche rippenfreie Räume vorgesehen. Ein Teil der Kühlluft wird zum Ventilsteg und über die Einspritzdüse bzw. Zündkerze aus dem mit Bezug auf die Anströmrichtung der Kühlluft vornliegenden rippenfreien Raum durch ein Leitblech- auf die andere Zylinderseite geleitet. Hierdurch ist bei geringem Raum-und Werkstoffaufwand eine ausreichende Kühlung der thermisch gefährdeten Stellen möglich, wodurch die Unterschiede in der Zylinderleistung, wie sie sonst zwischen Luft- und wassergekühlten Motoren auftreten, mindestens wesentlich vermindert werden. Hierbei wird zur Erzielung einer möglichst wirksamen Wärmeabfuhr vom Ventilsteg den Kühlrippen am Ventilsteg Luft zugeführt, die nur wenig erwärmt ist. Hierzu werden die Kühlrippen, die, um ein einfaches Gußmodell bzw. eine billige Kokillenform zu erhalten, wie üblich senkrecht zum Grundkörper des Zylinderkopfes stehen, beiderseits des Ventilsteges nach oben durch ein Leitblech abgeschlossen, das den oberen Teil des Kühlluftstromes, der noch keine oder nur wenig Kühlfläche berührt hat, nach unten zu den Rippen des Ventilsteges leitet. Bei Umkehr der Anströmrichtung wird die Kühlluft aus dem rippenfreien Räum auf der anderen Seite des Zylinderkopfes in gleicher Weise über den Ventilsteg geleitet, wobei das erwähnte Leitblech, lediglich um 18ö° gedreht, angebracht wird. Der erfindungsgemäße Zylinderkopf eignet sich somit in gleicher Weise sowohl für Einzylindermotoren als auch für Zweizylinder-Boxer- bzw. -V-Motoren. Mit diesen Vorzügen ist weiter der Vorteil einfacher und billiger Herstellung und günstiger Lagerhaltung verbunden.
Der Zylinderkopf nach der Erfindung unterscheidet sich somit auch wesentlich von jener bekannten Ausführung eines für zwei nebeneinanderliegende Zylinder gemeinsamen Kopfes, bei der in der Anströmrichtung erst hinter den schräg stehenden Rippen des Ventilsteges parallel zur Anströmrichtung liegende Rippen angeordnet sind.
Bei den bekannten Vorschlägen ist in keinem Falle die Teilung des Kühlluftstromes in einen der Anströmrichtung im wesentlichen folgenden Hauptstrom und in einen zum Ventilsteg, die Einspritzdüse, Zündkerze u. dgl. abgeleiteten Nebenstrom vorgesehen und darüber hinaus die ausreichende Versorgung der Rippen mit Kühlluft insbesondere bei Umkehrung der Anströmrichtung sichergestellt.
In den Abb. i bis 4 ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Zylinderkopfes dargestellt. Es zeigt Abb. i einen Schnitt nach der Linie A-B der Abb. 2, Abb.2 eine Draufsicht bei abgenommener Abdeckplatte, Abb. 3 einen Schnitt entsprechend der Linie C-C in Abb. 2 und Abb. 4 eine Seitenansicht aus Richtung A der Abb. 2.
Die gleich großen Ventile z2 und 23 sowie die gleichartig ausgebildeten Gaskanäle 24, 25 liegen in der Anströmrichtung der Kühlluft (in Abb. i von links nach rechts) hintereinander. Die Kühlrippen 28, die vom Grundkörper 27 des Zylinderkopfes senkrecht abstehen, ergeben eine Teilung des Kühlluftstromes. Ein Teilstrom gelangt über die schräg zur Anströmrichtung verlaufenden, etwas niedrigeren Rippen 36 zum thermisch höchstbeanspruchten Ventilsteg 35 des Zylinderkopfes. Weiterhin wird der neben dem Ventilsteg angeordnete Einschraubstutzen der Einspritzdüse 26 durch einen Teilstrom versorgt. Nach oben wird der Zylinderkopf durch den plattenförmigen Gußkörper 29 abgeschlossen, durch den im Verein mit den seitlichen, parallel zur Anströmrichtung liegenden Wänden des -Zylinderkopfgrundkörpers 27 sich eine tunnelartige Führung ergibt, deren oberer Teil 38 frei von Rippen ist und zusammen mit einem Leitblech 37, durch das die Kühlluft gegen die Kühlrippen 36 am Ventilsteg abgelenkt wird, Auffangtaschen für einen noch kaum mit Kühlflächen des Zylinderkopfes in Berührung gekommenen und daher noch wenig erwärmten Teil der Kühlluft bildet. Der Teil 29 trägt die Lagerfläche für die Kipphebel 32 und 33 und die zur Abstützung der Ventilfeder 30 und 31. Dieser Teil des Ventilantriebes wird durch den Deckel 34 abgedeckt.
Die gleiche Ausbildung der Ventile und Gaskanäle erlaubt deren wahlweise Verwendung für Ein- oder Auslaß, so daß der Zylinderkopf bei Zweizylinder-V- oder -Boxermotoren beliebig verwendbar ist. Entsprechend der Anströmrichtung der Kühlluft ist entweder die im Anwendungsbeispiel dargestellte oder die seitenverkehrte Lage des Leitbleches 37 zu wählen.

Claims

PATENTANSPRUCH: Zylinderkopf für luftgekühlte Einzylindersowie Zweizylinder-Boxer- bzw. -V-Motoren, wobei die gleich großen Ein- und Auslaßventile sowie die gleichartig ausgebildeten Ein- und Auslaßkanäle in der Anströmrichtung der Kühlluft hintereinanderliegen und die Einspritzdüse oder die Zündkerze seitlich am Grundkörper des Zylinderkopfes angeordnet ist, von dem senkrecht die Kühlrippen ausgehen und wobei ferner der Kühlluftstrom oben durch ein Gußst.ück abgedeckt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsteg (35) durch schräg angeordnete Rippen (36) gekühlt ist, die etwas geringere Höhe aufweisen als die übrigen senkrecht zu einer durch die Einspritzdüse (26) bzw. die Zündkerze und die Mitte des Ventilsteges gehenden Ebene verlaufenden Kühlrippen (28), und daß auf beiden Seiten des Zylinderkopfes gleiche rippenfreie Räume (38) vorgesehen sind und Kühlluft aus dem in bezug auf die Anströmrichtung der Kühlluft vornliegenden rippenfreien Raum durch ein Leitblech (37) zum Ventilsteg und über die Einspritzdüse bzw. Zündkerze auf die andere Zylinderseite geleitet wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 725 523, 717 689, 691 753, 634 300, 585 221, 553 668, 344 087; schweizerische Patentschrift Nr. 273 504; britische Patentschriften Nr. 630 339, 567 173, 486 371; USA.-Patentschrift Nr. 2 330 779; Katalog der Fa. B. S. A. Cycles Ltd. (195o), S. 15, Bild 67 bis 25o.