[0001] Die Erfindung betrifft einen Vierventil-Zylinderkopf für einen Viertaktmotor.
[0002] Leistungsstarke Viertaktmotore sollen unter anderem einen möglichst kleinen Brennraum
aufweisen, da die Zündfront kompakt wird und sich dadurch auch kleine und dicke Flammwege
ergeben. Wenn jedoch der Brennraum entsprechend klein ausgebildet ist, wird dadurch
auch die wärmeaufnehmende Fläche entsprechend klein, d.h. der Motor läuft wesentlich
heißer.
[0003] Aufgabe der Erfindung ist es daher, an einem Vierventil-Zylinderkopf für einen Viertaktmotor
mit einem kleinen kompakten Brennraum eine besonders gute Kühlung und einen sehr guten
Wärmeaustausch zu schaffen. Gemäß der Erfindung ist dies bei einem Vierventil-Zylinderkopf
für einen Viertaktmotor durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1
erreicht. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist in dem Unteranspruch angegeben.
[0004] Der erfindungsgemäße Zylinderkopf weist über dem Brennraum, d.h. zwischen dem Einlaß
und Auslaß,' einen Teil mit einem verhältnismäßig großen Materialquerschnitt auf,
durch den zwischen der verhältnismäßig kühlen Einlaßseite und der sehr heißen Auslaßseite
eine verhältnismäßig große, wärmeaufnehmende Fläche und damit ein guter Wärmeaustausch
von dem Brennraum über den Teil mit dem großen Materialquerschnitt zu dem übrigen
Zylinderkopf erreicht ist. Zur Kühlung des gesamten Zylinderkopfes und insbesondere
zur Kühlung des einen großen Materialquerschnitt aufweisenden Teils des Zylinderkopfes
ist zwischen dessen Einlaß und dessen Auslaß über dem Teil mit dem großen Materialquerschnitt
ein gerade verlaufender Durchlaß gebildet,_der auf der Auslaßseite, d.h. in Fahrtrichtung
gesehen vorne, die Form eines sich zum Zylinderinneren hin verengenden, trichterförmigen
Stauraums hat, der sich nach einer Verengung am Ende des trichterförmigen Stauraums
im Zylinderinneren im Bereich der Zündkerze erweitert und auf der Seite des Einlasses
in eine verhältnismäßig kleine öffnung zwischen den Kühlrippen endet. Ferner zweigt
am mittleren Teil des gerade verlaufenden Durchganges etwa auf Höhe der Zündkerze
eine seitliche, sich nach außen hin konisch erweiternde Absaugöffnung ab.
[0005] Während der Fahrt wird dann durch den Fahrtwind über den vorne über dem Auslaß ausgebildeten
trichterförmigen Stauraum Kühlluft in den Zylinderkopf hineingepreßt, der zu einem
verhältnismäßig geringen Teil durch die enge einlaßseitige öffnung abfließt. Gleichzeitig
wird durch die seitlich am Zylinderkopf entlangströmende Luft über die seitliche Abzweigung
eine Saugwirkung auf die ins Innere des Zylinderkopfes gepreßte Luft ausgeübt, so
daß dann diese Luft aufgrund einer Art "Venturi-Düseneffekt" aus dem Inneren des Zylinderkopfes
abgesaugt wird, wodurch in Verbindung mit der über dem Einlaß abströmenden Luft insgesamt
ein hoher Luftdurchsatz erreicht ist. Hierdurch wird neben dem Zylinderkopfinneren
gleichzeitig auch noch die Kerze mitgekühlt.
[0006] Zur weiteren Verbesserung der Kühlung des Zylinderkopfes sind die im Bereich der
sehr heißen Auslaßseite angeordneten Rippen, d.h. die in Fahrtrichtung vorne liegenden
Rippen, des Zylinderkopfes erheblich tiefer ausgebildet als die auf der verhältnismäßig
kühlen Einlaßseite vorgesehenen Rippen.
[0007] Somit ist bei dem erfindungsgemäßen Zylinderkopf durch den über dem Brennraum liegenden
Teil mit dem großen Materialquerschnitt ein guter Wärmeaustausch zwischen dem Einlaß
und dem Auslaß erreicht, und durch die trichterförmige Ausbildung des Durchganges
über dem Auslaß wird die Luft entsprechend stark beschleunigt, so daß dadurch ein
besonders intensiver Wärmeübergang zur Luft gegeben ist. Diese Kühlwirkung wird dann
noch durch den durch den Fahrtwind hervorgerufenen Sog über die seitliche öffnung
verstärkt, so daß hierdurch und zusätzlich noch über die auslaßseitig besonders tief
ausgebildeten Rippen ein sehr gut gekühlter Zylinderkopf mit einem besonders guten,
das Material schonenden Wärmeaustausch im Inneren geschaffen ist.
[0008] Die Erfindung wird nunmehr anhand einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
im einzelnen erläutert. Es zeigen:
[0009] In den Fig.1 bis 3 sind verschiedene Schnittansichten durch einen linksseitigen Zylinderkopf
eines Viertakt-Boxermotors mit unten liegenden Nockenwellen dargestellt. Im oberen
Teil der Fig.1 sind Lagerböcke 7 zum Haltern von nicht näher dargestellten Gabelkipphebeln
für zwei Ein- und Auslaßventile wiedergegeben, die über in strichpunktiert dargestellten
Bohrungen geführte Stößel, sehr kurze Stößelstangen und an deren unteren Enden angreifende
weitere Stößel durch die unten liegende Nockenwelle betätigt werden. Ferner sind in
Fig.1 Bohrungen 12 für die Ventile sowie Ventilsitze 121 dargestellt. Zwischen dem
Auslaß 2 und dem Einlaß 3, in denen jeweils die Kanalgabelungen 21 bzw. 31 angedeutet
sind, ist ein Teil 17 des Zylinderkopfes mit einem großen Materialquerschnitt ausgebildet,
durch den ein guter Wärmeaustausch zwischen der verhältnismäßig kühlen Einlaßseite
3 und der sehr heißen Auslaßseite 2 des Zylinderkopfes 1 geschaffen ist. In Fig.1
ist über dem Auslaß 2 ein Teil eines trichterförmigen Strauraums 41 eines Durchgangs
4 sowie der hintere, d.h. motorblockseitige Teil des erweiterten Mittelteils 42 des
Durchlasses 4 zu erkennen. über dem Einlaß 3 sind am Zylinderkopf 1 verhältnismäßig
kurze Kühlrippen 14 ausgebildet.
[0010] In der zur Ansicht der Fig.1 etwa senkrecht verlaufenden Schnittansicht der Fig.2
ist die einlaßseitig ausgebildete, kleine Austrittsöffnung 43 des Durchgangs 4 dargestellt.
Von dem erweiterten Mittelteil 42-des Durchgangs 4 erstreckt sich eine abgestufte
Bohrung 5, in die eine über eine Einführöffnung 51 von oben eingeführte Zündkerze
eingeschraubt werden kann, deren Zündelektrode dann in der Brennkammer 6 liegt. Die
abgestufte Bohrung 5 zum Einsetzen der Zündkerze geht durch den einen verhältnismäßig
großen Querschnitt aufweisenden Teil 17 des Zylinderkopfes 1 hindurch. Ferner ist
in Fig.2 im linken Teil des Zylinderkopfes 1 eine Bohrung 11 für einen Befestigungsbolzen
ausgebildet.
[0011] Fig.3, in welcher eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in Fig.1 wiedergegeben
ist, ist der über dem Auslaß 2 angeordnete, trichterförmige Stauraum 41 des Durchgangs
4 vorgesehen, der sich nach einer Verengung in den Mittelteil 42 erweitert. Von diesem
Mittelteil zweigt seitlich eine sich nach außen hin, d.h. zu der vom Motorblock abgewandten
Seite hin, konisch erweiterende Absaugöffnung 45 ab. Ferner sind in Fig.3 noch abgestufte
Bohrungen 11 für die Befestigungsbolzen, Bohrungen 12 für die Ventilführung sowie
Bohrungen 13 zur Stößelführung dargestellt.
[0012] Obwohl die Erfindung vorstehend anhand eines Zylinderkopfes eines Viertakt-Boxermotors
mit unten liegender Nockenwelle dargestellt ist, ist sie selbstverständlich nicht
auf Zylinderköpfe für solche Motore beschränkt, sondern ist unter entsprechender Abwandlung
genauso gut bei jeder anderen Ausführungsform von Zylinderköpfen anwendbar, beispielsweise
auch bei solchen für aufrechtstehende Zylinder mit beispielsweise einer oben liegenden
Nockenwelle.
1. Vierventil-Zylinderkopf für einen Viertaktmotor, dadurch gekennzeichnet, daß zur
Kühlung des Zylinderkopfes und insbesondere zur Kühlung eines über dem Brennraum (6)
liegenden, einen großen Materialquerschnitt aufweisenden Teils (17) des Zylinderkopfes
zwischen dessen Auslaß (2) und dessen Einlaß (3) ein gerade verlaufender, zur Auslaßseite
hin trichterförmig (41) ausgebildeter und sich in seinem mittleren Teil erweiternder
(42) Durchgang (4) vorgesehen ist, von dessen mittleren Teil (42) auf Höhe der Zündkerze
eine seitliche, sich nach außen hin konisch verbreiternde Absaugöffnung (45) abzweigt.
2. Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vergrößerung der
wärmeabgebenden Fläche dessen auslaßseitige Kühlrippen (15) wesentlich tiefer ausgebildet
sind als die einlaßseitig angeordneten Kühlrippen (14).
