EP1972772A2 - Zylinderkopf für eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine - Google Patents

Zylinderkopf für eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine Download PDF

Info

Publication number
EP1972772A2
EP1972772A2 EP08002503A EP08002503A EP1972772A2 EP 1972772 A2 EP1972772 A2 EP 1972772A2 EP 08002503 A EP08002503 A EP 08002503A EP 08002503 A EP08002503 A EP 08002503A EP 1972772 A2 EP1972772 A2 EP 1972772A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cylinder head
coolant
coolant channel
gas exchange
channel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP08002503A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1972772B1 (de
EP1972772A3 (de
Inventor
Frank Kreil
Frank Dr. Ruetten
Fabian Dr. Kock
Joseph . Hadaller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Publication of EP1972772A2 publication Critical patent/EP1972772A2/de
Publication of EP1972772A3 publication Critical patent/EP1972772A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1972772B1 publication Critical patent/EP1972772B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24—Cylinder heads
    • F02F1/26—Cylinder heads having cooling means
    • F02F1/36—Cylinder heads having cooling means for liquid cooling
    • F02F1/40—Cylinder heads having cooling means for liquid cooling cylinder heads with means for directing, guiding, or distributing liquid stream 

Definitions

  • the invention relates to a cylinder head for a liquid-cooled internal combustion engine with the features of the preamble of patent claim 1.
  • the coolant channel has a first, substantially centrally disposed between the first and the second Auslasskanalwandung inlet and a second and a third of the first inflow opening in the cylinder head longitudinal direction having spaced inflow opening in a cylinder head separation plane.
  • the coolant channel extends largely over the combustion chamber and between the first and the second outlet duct wall in the direction of the dome.
  • the coolant channel extends largely over the combustion chamber and radially around the first and the second outlet channel wall in the direction of the dome and starting from the dome in the direction of the inlet side of the cylinder head.
  • a first flow guide rib extending in the direction of the dome is arranged in a gusset region of the coolant channel.
  • the generic design of the coolant channel in a cylinder head of an internal combustion engine has excellent cooling properties for the Dom Schl.
  • Object of the present invention is to show a measure by which the outlet side of the cylinder head can be even more uniform and thus better cooled.
  • the gas exchange outlet ducts and the ignition and / or fuel injection device are cooled particularly well.
  • Fig. 1 shows the top view of a portion of a three-dimensionally illustrated casting core of an inventively shaped coolant channel 5.
  • the coolant channel 5 is provided for a multi-cylinder series internal combustion engine, but only a portion of the coolant channel 5 is shown for about two and a half cylinders.
  • the multi-cylinder cylinder head has a longitudinal axis LA, which is symbolically represented by an arrow. On one side of the longitudinal axis LA is an inlet side 3 and on the other hand the longitudinal axis LA is an outlet side 1 of the cylinder head.
  • Each cylinder has in the illustrated embodiment in the inlet side 3, two gas exchange inlet ducts 4, 4 'and in the outlet side 1, two gas exchange outlet ducts 2, 2'.
  • the coolant channel 5 for each cylinder two inlet openings 6, 6 ' is promoted by the coolant during operation of the internal combustion engine from a crankcase, not shown in the cylinder head.
  • the flow direction of the coolant is shown schematically by arrows.
  • the inflow openings 6, 6 ' are arranged substantially below the gas exchange outlet channels 2, 2'.
  • the coolant flows geodetically upwards into the inflow cross section of the coolant channel 5 and further largely horizontally first away from the inlet side 3 and further arcuately back towards the outlet side 1 to merge into a common coolant channel and further into a web area between the gas exchange outlet channels 2, 2 'to open. Proceeding from the web region, the coolant in the coolant channel 5 continues to flow upward geodetically and surrounds the gas exchange outlet channels 2, 2 'as well as a region arranged largely centrically to a cylinder, not shown, in which an ignition and / or a fuel injection unit can be arranged. Starting from this area, the coolant continues to flow in the direction of inlet side 3 of the cylinder head.
  • the coolant channel 5 has on both sides of the gas exchange outlet channels 2, 2 'a further connection 7, 7' to the crankcase, which can simultaneously serve as a vent hole for the crankcase.
  • a core support 8, 8 ' is arranged for fixing the position of the casting core during the casting process of the cylinder head.
  • the coolant jacket 5 is provided for a 6-cylinder internal combustion engine.
  • any other internal combustion engine with any number of cylinders can be equipped with the inventively designed coolant channel 5.
  • Fig. 2 in which the same reference numbers apply to the same components as in Fig. 1 , is also a plan view of the three-dimensional darg Whyen casting core of the coolant channel 5 shown, but with improved view of the inlet openings 6, 6 '.
  • the flow direction of the coolant is again shown schematically by arrows.
  • Out Fig. 2 It can be seen how the coolant, which enters the cylinder head through the inlet openings 6, 6 ', first flows "M-shaped" away from the inlet side 3 of the cylinder head and then back to the inlet side 3.
  • the coolant channel 5 is brought together again to form a single coolant channel 5. After this channel merge, the coolant is then conveyed geodetically upwards, where it flows around the gas exchange outlet channels 2, 2 'and the region of the ignition and / or fuel injection device.
  • Fig. 3 shows a diagram of a temperature distribution of Gas batauslassventilstegtemperaturen for a 6-cylinder internal combustion engine.
  • the temperatures are derived from a simulation validated by measurements.
  • the gas exchange outlet valve temperature is plotted in degrees Celsius above the Y axis.
  • Six individual measuring points in the cylinder head are shown above the X axis.
  • Two graphs 9 and 10 show the temperature profile over the length of the cylinder head, for known from the prior art cooling concepts.
  • a third graph 11 shows the temperature profile for a cylinder head with a coolant channel 5 formed according to the invention. It can clearly be seen that the temperature difference from the first to the sixth cylinder with the inventive design of the coolant channel 5 is only about 10 ° C., while the temperature difference for the cylinder conventional cooling concepts, graphs 9 and 10, up to 25 ° C.
  • the proposal according to the invention eliminates the abovementioned disadvantages without sustainably influencing the pressure loss in the cooling system.
  • a targeted flow of the critical zones in the cylinder head and thus the cooling of the outlet side Gas monotonauslassventilsteges and a horizontal, direct flow of the combustion chamber roof is achieved by the following features:
  • the coolant transfer from the crankcase to the cylinder head takes place per cylinder twice on the outlet side 1, in each case via preferably kidney-shaped cross sections in the combustion chamber plate of the cylinder head.
  • the kidney-shaped inflow openings 6, 6 ' are divided into two by a coolant jacket interruption, wherein the two outer "feet" of the coolant passage are covered by a cylinder head gasket, not shown, so that the coolant does not flow mainly into the outer regions of the cylinder.
  • the necessary stability of the coolant jacket core for the casting process is achieved in that the coolant passages below the cylinder head sealing surface are connected to each other by a core strip, not shown.
  • the coolant enters through the central cross sections and is deflected directly in the direction of an exhaust flange and at approximately 5 ° to 40 ° in the direction of the cylinder center. Both coolant sub-streams unite then in the center of the cylinder by means of a stiffness-promoting guide rib to a channel, which now aims directly at the Gas monauslassventilsteg. Viewed in plan view, this coolant guide has the shape of an "M”, which is why the so-called. "M-port" is spoken.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

Zylinderkopf für eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine, mit zwei in einer Auslassseite (1) des Zylinderkopfes angeordneten Gaswechselauslasskanälen (2, 2') und zumindest einem in einer Einlassseite (3) des Zylinderkopfes angeordneten Gaswechseleinlasskanal (4, 4'), die jeweils längs einer Zylinderkopflängsachse (LA) angeordnet sind und einer zwischen den Gaswechselkanälen (2, 2', 4, 4') anordenbaren Zünd- und/oder Brennstoffeinspritzvorrichtung, wobei ein Kühlmittelkanal (5) im Zylinderkopf zwei auslassseitige, zu einem geodätisch unter dem Zylinderkopf angeordneten Kurbelgehäuse hin offene Kühlmittel-Einströmöffnungen (6, 6') aufweist, die jeweils weitgehend geodätisch unter einem Gaswechselauslasskanal (2, 2') angeordnet sind, wobei sich der Kühlmittelkanal (5) zwischen den Gaswechselauslasskanälen (2, 2') in Richtung der Zünd- und/oder Brennstoffeinspritzvorrichtung und geodätisch nach oben und anschließend in Richtung der Einlassseite (3) erstreckt, wobei sich der Kühlmittelkanal (5) ausgehend von den Einströmöffnungen (6, 6') beidseitig bis zu einer Kanalhöhe und anschließend bogenförmig (M-förmig), zuerst von der Einlassseite (3) weg und anschlie-ßend zur Einlassseite (3) hin und anschließend in den Kühfmittelkanal (5) zwischen den Gaswechselauslasskanälen (2, 2') hinein erstreckt. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird die Kühlung der Auslassseite und der Zylindermitte eines gattungsgemäßen Zylinderkopfes wesentlich verbessert.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Zylinderkopf für eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Sie geht von der noch nicht veröffentlichten deutschen Patentanmeldung DE 10 2006 036 422 aus. In dieser ist ein flüssigkeitsgekühlter Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine beschrieben, mit einer ersten und einer zweiten, benachbart zueinander angeordneten, abschnittsweise ineinander übergehenden, von einem Kühlmittelkanal umgebenen Auslasskanalwandung für zwei Auslassgaswechselventile. Beabstandet von einem einlassseitigen, von den Auslasskanalwandungen gebildeter Zwickelbereich, ist ein zumindest teilweise von einem Kühlmittelkanal umgebener Dom angeordnet. Dieser Dom ist für ein weitgehend mittig zu dem von dem Zylinderkopf abgedeckten Brennraum anordenbares Brennkraftmaschinenbauteil, wie z. B. einer Zündeinrichtung und/oder einer Brennstoffeinspritzvorrichtung vorgesehen, wobei der Kühlmittelkanal eine erste, weitgehend mittig zwischen der ersten und der zweiten Auslasskanalwandung angeordnete Einströmöffnung und eine zweite und eine dritte von der ersten Einströmöffnung in der Zylinderkopflängsrichtung beabstandete Einströmöffnung in einer Zylinderkopftrennebene aufweist. Ausgehend von der ersten Einströmöffnung erstreckt sich der Kühlmittelkanal weitgehend über den Brennraum und zwischen der ersten und der zweiten Auslasskanalwandung in Richtung Dom. Ausgehend von der zweiten und der dritten Einströmöffnung erstreckt sich der Kühlmittelkanal weitgehend über den Brennraum und radial um die erste und die zweite Auslasskanalwandung in Richtung Dom und ausgehend von dem Dom in Richtung Einlassseite des Zylinderkopfes. Für eine bessere Kühlung des Domes ist in einem Zwickelbereich des Kühlmittelkanals eine erste, sich in Richtung des Doms erstreckende Strömungsleitrippe angeordnet.
  • Die gattungsgemäße Ausgestaltung des Kühlmittelkanals in einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine weist hervorragende Kühleigenschaften für den Dombereich auf.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Maßnahme aufzuzeigen, durch die die Auslassseite des Zylinderkopfes noch gleichmäßiger und somit besser gekühlt werden kann.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.
    Durch die verbesserte Kühlung am Gaswechselauslassventilsteg wird die Lebensdauer des erfindungsgemäß ausgestalteten Zylinderkopfes erhöht oder es können kostengünstigere Legierungen, wie z. B. AlSi8 anstatt AlSi7 bei gleicher Lebensdauer eingesetzt werden. Von der verbesserten Kühlung des Gaswechselauslassventilsteges profitiert auch die Zünd- und/oder Einspritzeinrichtung, so dass beispielsweise Glühzündungen vermieden, bzw. reduziert werden. Die Kühlmittelströmung wird durch entsprechende Formgebung nahe dem Brennraumdach in horizontale Richtung umgelenkt und in Richtung Steg zwischen Gaswechseleinlass- und Gaswechselauslassventil umgeleitet. Durch die somit erzielte höhere Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels wird die Kühlung am Gaswechseleinlass- und Gaswechselauslassventilsteg, wo häufig thermomechanische Ermüdungsrisse auftreten, verbessert.
  • Mit der Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 2 wird eine weitere kühlmittelführende Verbindung mit dem Kurbelgehäuse dargestellt, die die Entlüftungsbohrung für das Kurbelgehäuse in vorteilhafter Weise als Strömungskanal für eine weitere Kühlung der Stege zwischen den Gaswechseleinlass- und Gaswechselauslassventile nutzt.
  • Durch die Ausgestaltungen gemäß der Patentansprüche 3 und 4 werden die Gaswechselauslasskanäle sowie die Zünd- und/oder Brennstoffeinspritzvorrichtung besonders gut gekühlt.
  • Im Folgenden ist die Erfindung anhand eines besonders bevorzugten Ausführungsbeispieles in zwei Figuren sowie mit Hilfe eines einzigen Diagramms näher erläutet:
    • Fig. 1
    zeigt eine Aufsicht auf einen dreidimensional dargestellten Gusskern eines erfindungsgemäß ausgeformten Kühlmittelkanals;
    Fig. 2
    zeigt eine Aufsicht auf den dreidimensional dargestellten Gusskern des erfindungsgemäß ausgeformten Kühlmittelkanals aus einer anderen Perspektive;
    Fig. 3
    zeigt ein Diagramm von einer Temperaturverteilung von Gaswechselauslassventilstegen einer 6-Zylinder-Brennkraftmaschine.
  • Fig. 1 zeigt die Aufsicht auf einen Abschnitt eines dreidimensional dargestellten Gusskerns eines erfindungsgemäß ausgeformten Kühlmittelkanals 5. Der Kühlmittelkanal 5 ist für eine mehrzylindrige Reihenbrennkraftmaschine vorgesehen, wobei jedoch nur ein Abschnitt des Kühlmittelkanals 5 für ca. zweieinhalb Zylinder dargestellt ist. Der mehrzylindrige Zylinderkopf weist eine Längsachse LA auf, die mit einem Pfeil symbolisch dargestellt ist. Einerseits der Längsachse LA ist eine Einlassseite 3 und andererseits der Längsachse LA befindet sich eine Auslassseite 1 des Zylinderkopfes.
  • Jeder Zylinder weist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel in der Einlassseite 3 zwei Gaswechseleinlasskanäle 4, 4' und in der Auslassseite 1 zwei Gaswechselauslasskanäle 2, 2' auf. Weiter weist der Kühlmittelkanal 5 für jeden Zylinder zwei Einströmöffnungen 6, 6' auf, durch die Kühlmittel beim Betrieb der Brennkraftmaschine aus einem nicht dargestellten Kurbelgehäuse in den Zylinderkopf gefördert wird. Die Strömungsrichtung des Kühlmittels ist schematisch mit Pfeilen dargestellt. Die Einströmöffnungen 6, 6' sind weitgehend unter den Gaswechselauslasskanälen 2, 2' angeordnet. Von den Einströmöffnungen 6, 6' strömt das Kühlmittel geodätisch nach oben in den Einströmquerschnitt des Kühlmittelkanals 5 und weiter weitgehend waagrecht zuerst weg von der Einlassseite 3 und weiter bogenförmig zurück in Richtung Auslassseite 1 um zu einem gemeinsamen Kühlmittelkanal zu verschmelzen und weiter in einen Stegbereich zwischen den Gaswechselauslasskanälen 2, 2' zu münden. Ausgehend von dem Stegbereich strömt das Kühlmittel in dem Kühlmittelkanal 5 geodätisch weiter nach oben und umspült die Gaswechselauslasskanäle 2, 2' sowie einen weitgehend zentrisch zu einem nicht dargestellten Zylinder angeordneten Bereich, in dem eine Zünd- und/oder eine Brennstoffeinspritzeinheit anordenbar ist. Ausgehend von diesem Bereich strömt das Kühlmittel weiter in Richtung Einlassseite 3 des Zylinderkopfes. Um den Bereich der Zünd- und/oder Brennstoffeinspritzvorrichtung besonders gut zu kühlen, weist der Kühlmittelkanal 5 beidseitig der Gaswechselauslasskanäle 2, 2' eine weitere Verbindung 7, 7' zum Kurbelgehäuse auf, die gleichzeitig als Entlüftungsbohrung für das Kurbelgehäuse dienen kann. Zwischen zwei Zylindern ist jeweils eine Kernstütze 8, 8' angeordnet zur Lagefixierung des Gusskerns beim Gießvorgang des Zylinderkopfes.
  • In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Kühlmittelmantel 5 für eine 6-zylindrige Brennkraftmaschine vorgesehen. Jedoch kann auch jede andere Brennkraftmaschine mit beliebig vielen Zylindern mit dem erfindungsgemäß ausgeformten Kühlmittelkanal 5 ausgestattet werden.
  • In Fig. 2, in der für gleiche Bauelemente die gleichen Bezugsziffern gelten wie in Fig. 1, ist ebenfalls eine Aufsicht auf den dreidimensional dargstellten Gusskern des Kühlmittelkanals 5 dargestellt, jedoch mit verbesserter Sicht auf die Einströmöffnungen 6, 6'. Die Strömungsrichtung des Kühlmittels ist wiederum mit Pfeilen schematisch dargestellt. Aus Fig. 2 ist erkennbar, wie das Kühlmittel, welches durch die Einströmöffnungen 6, 6' in den Zylinderkopf eintritt, "M-förmig" zuerst von der Einlassseite 3 des Zylinderkopfes weg und anschließend wieder zur Einlassseite 3 hin strömt. Mittig, im Stegbereich zwischen Gaswechselauslasskanälen 2, 2' ist der Kühlmittelkanal 5 wieder zu einem einzigen Kühlmittelkanal 5 zusammengeführt. Nach dieser Kanalzusammenführung wird das Kühlmittel anschließend geodätisch nach oben gefördert wird, wo es die Gaswechselauslasskanäle 2, 2' und den Bereich der Zünd- und/oder Brennstoffeinspritzvorrichtung umspült.
  • Fig. 3 zeigt in einem Diagramm eine Temperaturverteilung von Gaswechselauslassventilstegtemperaturen für eine 6-zylindrige Brennkraftmaschine. Die Temperaturen entstammen einer durch Messungen validierten Simulation. Über die Y-Achse ist die Gaswechselauslassventilstegtemperatur in Grad Celsius aufgetragen, über die X-Achse sind sechs einzelne Messstellen im Zylinderkopf dargestellt.
  • Zwei Graphen 9 und 10 zeigen den Temperaturverlauf über die Länge des Zylinderkopfes, für aus dem Stand der Technik bekannte Kühlungskonzepte. Ein dritter Graph 11 zeigt demgegenüber den Temperaturverlauf für einen Zylinderkopf mit einem erfindungsgemäß ausgeformten Kühlmittelkanal 5. Klar erkennbar ist, dass der Temperaturunterschied vom ersten zum sechsten Zylinder mit der erfindungsgemäßen Ausformung des Kühlmittelkanals 5 nur ca. 10°C beträgt, während die Temperaturdifferenz für die konventionellen Kühlungskonzepte, Graph 9 und 10, bis zu 25°C beträgt.
  • Zusammengefasst kann gesagt werden: Der erfindungsgemäße Vorschlag eliminiert die oben erwähnten Nachteile ohne den Druckverlust im Kühlsystem nachhaltig zu beeinflussen.
  • Erreicht wird eine zielgerechte Anströmung der kritischen Zonen im Zylinderkopf und somit die Kühlung des auslassseitigen Gaswechselauslassventilsteges sowie eine horizontale, direkte Anströmung des Brennraumdaches durch folgende Merkmale:
  • Der Kühlmittelübertritt vom Kurbelgehäuse zum Zylinderkopf erfolgt je Zylinder zweimal auf der Auslassseite 1, jeweils über vorzugsweise nierenförmige Querschnitte in der Brennraumplatte des Zylinderkopfes. Die nierenförmigen Einströmöffnungen 6, 6' sind durch eine Kühlmittelmantelunterbrechung jeweils zweigeteilt, wobei die beiden äußeren"Füße"des Kühlmittelübertrittes durch eine nicht dargestellte Zylinderkopfdichtung abgedeckt werden, damit das Kühlmittel nicht hauptsächlich in die äußeren Bereiche des Zylinders strömt. Die notwendige Stabilität des Kühlmittelmantelkerns für den Gießprozess wird dadurch erreicht, dass die Kühlmittelübertritte unterhalb der Zylinderkopfdichtfläche durch eine nicht dargestellte Kernleiste miteinander verbunden werden. Das Kühlmittel tritt durch die mittleren Querschnitte ein und wird unmittelbar in Richtung eines Abgasflansches und mit etwa 5° bis 40° in Richtung Zylindermitte umgelenkt. Beide Kühlmittelteilströme vereinigen sich dann in der Zylindermitte mittels einer steifigkeitsförderlichen Leitrippe zu einem Kanal, der nun direkt auf den Gaswechselauslassventilsteg zielt. In der Draufsicht betrachtet hat diese Kühlmittelführung die Form eines "M", weshalb vom sog. "M-Port" gesprochen wird.
  • Zwar erhöht die zusätzliche Umlenkung der Kühlmittelströmung im "M-Port" den Druckverlust im Kühlsystem. Dies wird aber weitgehend dadurch kompensiert, dass bei einem Kühlmittelkanal 5 mit"M-Port" auf eine Abstimmung der Zylinderkopfdichtung zur gleichmäßigen Kühlmittelverteilung über alle Zylinder weitgehend verzichtet werden kann.
  • Durch die zusätzliche Verbindung 7, 7 des Kühlmittelkanals 5 mit dem Kühlmittelkanal im Kurbelgehäuse wird eine sog. Kurbelgehäusezwickelentlüftung erzielt. Die Kühlmittelströmung durch die Entlüftungsbohrung wird im Kühlmittelkanal 5 durch entsprechende Formgebung nahe dem Brennraumdach in horizontale Richtung umgelenkt und in Richtung einem Steg zwischen Gaswechseleinlass- und Gaswechselauslassventil umgeleitet. Durch die hierdurch erzeugte höhere Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels wird die Kühlung am Gaswechseleinlass- und Gaswechselauslassventilsteg, wo häufig thermomechanische Ermüdungsrisse auftreten, verbessert.
  • Durch die verbesserte Kühlung im Gaswechselauslass- sowie am Gaswechseleinlassventilsteg (durch die Strömungsumlenkung an der weiteren Verbindung 7, 7', der Kurbelgehäuseentlüftungsbohrung) erhöht sich die Lebensdauer, oder es können kostengünstigere Legierungen (z. B. AlSi8 anstelle von AlSi7) bei gleicher Lebensdauer eingesetzt werden. Von der verbesserten Kühlung des Gaswechselauslassventilsteges profitiert auch die Zündeinrichtung, so dass Glühzündungen vermieden oder reduziert werden können.
  • Anhand von Fig. 3 wurde gezeigt, dass die Kühlung aufgrund der sauberen Kühlmittelanströmung so gut ist, dass auf eine Abstimmung der Zylinderkopfdichtung zur Gleichverteilung des Kühlmittels auf die Zylinder weitgehend verzichtet werden kann. Durch den "M-Port" erreicht man somit eine sehr große Unempfindlichkeit der Gaswechselauslassventilstegtemperaturen gegenüber der Gleichverteilung sowohl bei langen Zylinderköpfen, wie z. B. bei einem Reihen-6-Zylinder-Zylinderkopf als auch gegenüber der Einspeisestelle des Kühlmittels im Kurbelgehäuse, das konstruktive Freiheiten ermöglicht. Als positiver Nebeneffekt wird durch den "M-Port" auch die Unterseite des Gaswechselauslasskanals 2, 2' gekühlt, wodurch die thermischen Verzüge des gesamten Zylinderkopfes reduziert werden.
    • Bezugszeichenliste:
    • 1.
    Auslassseite
    2, 2'
    Gaswechselauslasskanal
    3.
    Einlassseite
    4, 4'
    Gaswechseleinlasskanal
    5.
    Kühlmittelkanal
    6, 6'
    Einströmöffnung
    7, 7'
    Verbindung
    8, 8'
    Kernstütze
    9.
    erste Kühlungsvariante
    10.
    zweite Kühlungsvariante
    11.
    erfindungsgemäße Kühlungsvariante

Claims (4)

  1. Zylinderkopf für eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine, mit zwei in einer Auslassseite (1) des Zylinderkopfes angeordneten Gaswechselauslasskanälen (2, 2') und zumindest einem in einer Einlassseite (3) des Zylinderkopfes angeordneten Gaswechseleinlasskanal (4, 4'), die jeweils längs einer Zylinderkopflängsachse (LA) angeordnet sind und einer zwischen den Gaswechselkanälen (2, 2', 4, 4') anordenbaren Zünd- und/oder Brennstoffeinspritzvorrichtung, wobei ein Kühlmittelkanal (5) im Zylinderkopf zwei auslassseitige, zu einem geodätisch unter dem Zylinderkopf angeordneten Kurbelgehäuse hin offene Kühlmittel-Einströmöffnungen (6, 6') aufweist, die jeweils weitgehend geodätisch unter einem Gaswechselauslasskanal (2, 2') angeordnet sind, wobei sich der Kühlmittelkanal (5) zwischen den Gaswechselauslasskanälen (2, 2') in Richtung der Zünd- und/oder Brennstoffeinspritzvorrichtung und geodätisch nach oben und anschließend in Richtung der Einlassseite (3) erstreckt,
    dadurch gekennzeichnet, dass sich der Kühlmittelkanal (5) ausgehend von den Einströmöffnungen (6, 6') beidseitig bis zu einer Kanalhöhe und anschließend bogenförmig (M-förmig), zuerst von der Einlassseite (3) weg und anschließend zur Einlassseite (3) hin und anschließend in den Kühlmittelkanal (5) zwischen den Gaswechselauslasskanälen (2, 2') hinein erstreckt.
  2. Zylinderkopf nach Patentanspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmittelkanal (5) in Zylinderkopflängsrichtung neben zumindest einem Gaswechselauslasskanal (2, 2') zumindest eine weitere Kühlmittel führende Verbindung (7, 7) mit einem Kühlmittelkanal im Kurbelgehäuse aufweist und dass geodätisch oberhalb der Verbindung (7, 7) der Kühlmittelkanal in Richtung eines Steges zwischen einem Gaswechseleinlass- und einem Gaswechselauslassventiles weist.
  3. Zylinderkopf nach Patentanspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmittelkanal (5) die Gaswechselauslasskanäle (2, 2') geodätisch oberhalb seines M-förmigen Einströmbereiches umschließt.
  4. Zylinderkopf nach einem der Patentansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmittelkanal (5) die Zünd- und/oder Brennstoffeinspritzvorrichtung umschließt.
EP08002503.4A 2007-03-19 2008-02-12 Zylinderkopf für eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine Active EP1972772B1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007012907A DE102007012907A1 (de) 2007-03-19 2007-03-19 Zylinderkopf für eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine

Publications (3)

Publication Number Publication Date
EP1972772A2 true EP1972772A2 (de) 2008-09-24
EP1972772A3 EP1972772A3 (de) 2014-04-09
EP1972772B1 EP1972772B1 (de) 2017-12-27

Family

ID=39616517

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP08002503.4A Active EP1972772B1 (de) 2007-03-19 2008-02-12 Zylinderkopf für eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP1972772B1 (de)
DE (1) DE102007012907A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8869758B1 (en) 2013-10-09 2014-10-28 Ford Global Technologies, Llc Exhaust valve bridge and cylinder cooling
JP2015520331A (ja) * 2012-06-18 2015-07-16 ペルサハーン オートモビール ナショナル エスディーエヌ ビーエイチディーＰｅｒｕｓａｈａａｎ Ｏｔｏｍｏｂｉｌ Ｎａｓｉｏｎａｌ Ｓｄｎ Ｂｈｄ シリンダヘッドを冷却するための方法および装置
DE102017109185A1 (de) 2017-04-28 2018-10-31 Volkswagen Aktiengesellschaft Zylinderkopfgehäuse sowie Verfahren zur Herstellung eines Zylinderkopfgehäuses und Gießkern

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020111055B3 (de) 2020-04-23 2021-07-29 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Zylinderkopf mit einer Kühlkanalstruktur

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006036422A1 (de) 2006-08-04 2008-02-21 Bayerische Motoren Werke Ag Flüssigkeitsgekühlter Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1294096B (de) * 1966-12-29 1969-04-30 Daimler Benz Ag Fluessigkeitsgekuehlter Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine
DE3516453A1 (de) * 1985-05-08 1986-11-13 Audi AG, 8070 Ingolstadt Fluessigkeitsgekuehlter zylinderkopf
JPH0833144B2 (ja) * 1987-04-15 1996-03-29 本田技研工業株式会社 内燃機関
DE10048582B4 (de) * 2000-09-30 2013-06-06 Volkswagen Ag Flüssigkeitsgekühlter Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine
DE10237664A1 (de) * 2002-08-16 2004-02-19 Dr.Ing.H.C. F. Porsche Ag Zylinderkopf für eine wassergekühlte mehrzylindrige Brennkraftmaschine
WO2005042955A2 (de) * 2003-11-03 2005-05-12 Avl List Gmbh Brennkraftmaschine

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006036422A1 (de) 2006-08-04 2008-02-21 Bayerische Motoren Werke Ag Flüssigkeitsgekühlter Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015520331A (ja) * 2012-06-18 2015-07-16 ペルサハーン オートモビール ナショナル エスディーエヌ ビーエイチディーＰｅｒｕｓａｈａａｎ Ｏｔｏｍｏｂｉｌ Ｎａｓｉｏｎａｌ Ｓｄｎ Ｂｈｄ シリンダヘッドを冷却するための方法および装置
EP2861857A4 (de) * 2012-06-18 2016-07-06 Perusahaan Otomobil Nasional Sdn Bhd Verfahren und vorrichtung zur kühlung eines zylinderkopfs
US8869758B1 (en) 2013-10-09 2014-10-28 Ford Global Technologies, Llc Exhaust valve bridge and cylinder cooling
DE102017109185A1 (de) 2017-04-28 2018-10-31 Volkswagen Aktiengesellschaft Zylinderkopfgehäuse sowie Verfahren zur Herstellung eines Zylinderkopfgehäuses und Gießkern
WO2018197228A1 (de) 2017-04-28 2018-11-01 Volkswagen Aktiengesellschaft ZYLINDERKOPFGEHÄUSE, VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES ZYLINDERKOPFGEHÄUSES UND GIEßKERN
US11078865B2 (en) 2017-04-28 2021-08-03 Volkswagen Aktiengesellschaft Cylinder head housing, method for producing a cylinder head housing, and casting core

Also Published As

Publication number Publication date
DE102007012907A1 (de) 2008-09-25
EP1972772B1 (de) 2017-12-27
EP1972772A3 (de) 2014-04-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112010001720B4 (de) Kühlmittelkanalanordnung für einen Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine
DE10202661B4 (de) Zylinderkopf für mehrere Zylinder
EP0838585B1 (de) Zylinderkopf einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine
DE102008047185A1 (de) Kühlmittelströmungsweganordnung eines Zylinderkopfes einer Brennkraftmaschine und Verfahren zu dessen Kühlung
DE112007000918B4 (de) Zylinderkopf für einen Motor sowie Motor
WO1980000595A1 (fr) Culasse de cylindre obtenu par coulee sous pression pour moteurs a combustion interne refroidis a l'eau
EP2619433B1 (de) Kühlmittelmantel für einen flüssigkeitsgekühlten zylinderkopf
EP0774577A1 (de) Flüssigkeitsgekühlter Zylinderkopf für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine
WO2020011926A1 (de) Zylinderkopf und kurbelgehäuse für eine brennkraftmaschine
EP1972772B1 (de) Zylinderkopf für eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine
DE19608576C1 (de) Flüssigkeitsgekühlter Zylinderkopf für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine
EP0819837B1 (de) Kühlkreislauf einer Brennkraftmaschine
WO2016176710A1 (de) Zylinderkopf für eine brennkraftmaschine
DE102009008237B4 (de) Brennkraftmaschine mit getrennten Kühlmittelräumen im Zylinderkopf
EP0062143A2 (de) Zylinderkopf für luftverdichtende, selbstzündende Einspritz-Brennkraftmaschinen
EP1554483B1 (de) Zylinderkopf fuer eine wassergekuehlte kolbenbrennkraftmaschine mit innenversteifung
AT5939U1 (de) Zylinderkopf
DE102009044158B4 (de) Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine mit einem Kühlkanal zwischen der Zündeinrichtung und der Einspritzeinrichtung
DE102015202491B4 (de) Kühlmittelmantel für einen Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine
AT501229B1 (de) Zylinderkopf
DE102016216360B4 (de) Zylinderkopf für einen Verbrennungsmotor
DE10161553B4 (de) Zylinderblock für eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine
DE19810726A1 (de) Wassergekühlte Abgasleitung
DE102004032754B4 (de) Kühlung von Heißstellen an einer Wand eines Zylinderkurbelgehäuses
DE102020111055B3 (de) Zylinderkopf mit einer Kühlkanalstruktur

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MT NL NO PL PT RO SE SI SK TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL BA MK RS

PUAL Search report despatched

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009013

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A3

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MT NL NO PL PT RO SE SI SK TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL BA MK RS

RIC1 Information provided on ipc code assigned before grant

Ipc: F02F 1/40 20060101AFI20140228BHEP

17P Request for examination filed

Effective date: 20140429

RBV Designated contracting states (corrected)

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MT NL NO PL PT RO SE SI SK TR

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: BAYERISCHE MOTOREN WERKE AKTIENGESELLSCHAFT

AKX Designation fees paid

Designated state(s): DE FR GB IT

AXX Extension fees paid

Extension state: RS

Extension state: MK

Extension state: BA

Extension state: AL

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20170731

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): DE FR GB IT

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R096

Ref document number: 502008015815

Country of ref document: DE

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 11

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R097

Ref document number: 502008015815

Country of ref document: DE

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed

Effective date: 20180928

P01 Opt-out of the competence of the unified patent court (upc) registered

Effective date: 20230502

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20240213

Year of fee payment: 17

Ref country code: GB

Payment date: 20240222

Year of fee payment: 17

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Payment date: 20240229

Year of fee payment: 17

Ref country code: FR

Payment date: 20240221

Year of fee payment: 17