(57)【要約】  本発明は、少なくとも一つのシリンダ６を有する内燃機関のシリンダヘッド５であって、シリンダヘッド５は、第一の冷却ジャケット１、第二の冷却ジャケット２及び第三の冷却ジャケット３を備えた冷却ジャケット装置４を有し、第一の冷却ジャケット１は、シリンダヘッド５の長手方向中心面６ｂの領域に配置され、第二の冷却ジャケット２は、排気側５ａにおいてシリンダヘッド５に統合された排気マニホルド７の、シリンダヘッド５のファイヤーデッキ１３側の下側面７ａに隣接し、第三の冷却ジャケット３は、ファイヤーデッキ１３とは反対側の、排気マニホルド７の上側面７ｂに隣接し、シリンダヘッド５の第二の冷却ジャケット２は―好ましくは、排気側５ａに配置された―ファイヤーデッキ１３の少なくとも一つの第二のインレット開口１５を介して、シリンダヘッド５に組付け可能なシリンダブロック１７の少なくとも一つの冷却チャンバ１６と流体連通可能であるように構成されたシリンダヘッドに関する。できるだけコンパクトに仕様設計されたシリンダヘッド５の効果的な冷却をできるだけ低コストで可能とすべく、第一の冷却ジャケット１は―好ましくは、排気側５ａにおいてファイヤーデッキ１３に配置された―少なくとも一つの第一のインレット開口１４を介して、シリンダブロック１７の冷却チャンバ１６と流体連通可能であり、第一の冷却ジャケット１は、少なくとも一つの第一の移行部１８を介して、第二の冷却ジャケット２は、少なくとも一つの第二の移行部１９を介して、第三の冷却ジャケット３と流体連通されている。
2020509290.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つのシリンダ（６）を有する内燃機関のシリンダヘッド（５）であって、
前記シリンダヘッド（５）は、第一の冷却ジャケット（１）、第二の冷却ジャケット（２）及び第三の冷却ジャケット（３）を備えた冷却ジャケット装置（４）を有し、
前記第一の冷却ジャケット（１）は、前記シリンダヘッド（５）の長手方向中心面（６ｂ）の領域に配置され、
前記第二の冷却ジャケット（２）は、排気側（５ａ）において前記シリンダヘッド（５）に統合された排気マニホルド（７）の、前記シリンダヘッド（５）のファイヤーデッキ（１３）側の下側面（７ａ）に隣接し、
前記第三の冷却ジャケット（３）は、前記ファイヤーデッキ（１３）とは反対側の、前記排気マニホルド（７）の上側面（７ｂ）に隣接し、
前記シリンダヘッド（５）の前記第二の冷却ジャケット（２）は、前記ファイヤーデッキ（１３）に配置された少なくとも一つの第二のインレット開口（１５）を介して、前記シリンダヘッド（５）に組付け可能なシリンダブロック（１７）の少なくとも一つの冷却チャンバ（１６）と流体連通可能であるように構成されたシリンダヘッドにおいて、
前記第一の冷却ジャケット（１）は、少なくとも一つの第一のインレット開口（１４）を介して、前記シリンダブロック（１７）の前記冷却チャンバ（１６）と流体連通可能であり、
前記第一の冷却ジャケット（１）は、少なくとも一つの第一の移行部（１８）を介して、前記第二の冷却ジャケット（２）は、少なくとも一つの第二の移行部（１９）を介して、前記第三の冷却ジャケット（３）と流体連通されていることを特徴とするシリンダヘッド。
【請求項２】
前記第一のインレット開口（１４）及び／又は前記第二のインレット開口（１５）は、前記シリンダヘッド（５）の前記排気側（５ａ）に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載のシリンダヘッド（５）。
【請求項３】
前記第三の冷却ジャケット（３）は、中間デッキ（２０）によって、前記第一の冷却ジャケット（１）及び前記第二の冷却ジャケット（２）から区分されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載のシリンダヘッド（５）。
【請求項４】
前記第一の冷却ジャケット（１）は、前記シリンダヘッド（５）の吸気側（５ｂ）に配置された少なくとも一つのアウトレット開口（２５）を介して、前記シリンダブロック（１７）の前記冷却ジャケット（１６）と流体連通可能であることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載のシリンダヘッド（５）。
【請求項５】
前記第三の冷却ジャケット（３）は、前記シリンダヘッド（５）の吸気側（５ｂ）に配置された少なくとも一つのアウトレット開口（２６）を介して、前記シリンダブロック（１７）の前記冷却ジャケット（１６）と流体連通可能であることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載のシリンダヘッド（５）。
【請求項６】
前記第三の冷却ジャケット（３）は、少なくとも一つの移行開口（２１）を介して、自動車ヒータと流体連通可能であることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載のシリンダヘッド（５）。
【請求項７】
前記第三の冷却ジャケット（３）は、前記シリンダヘッド（５）の排気側（５ａ）から、前記シリンダヘッド（５）の吸気側（５ｂ）の方向において、少なくとも一つの中間シリンダ領域（２２）まで延びていることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載のシリンダヘッド（５）。
【請求項８】
前記第一の冷却ジャケット（１）は、少なくとも一つのシリンダ（６）の少なくとも一つの中央領域において、好ましくはそのシリンダ軸（６ａ）と同心配置された、一つの環状流路（１ａ）を有することを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載のシリンダヘッド（５）。
【請求項９】
前記第一の冷却ジャケット（１）は、少なくとも一つの排気弁座領域（２９）に隣接する少なくとも一つの半径方向流路（１ｃ）及び／又は連絡流路（１ｂ）を有し、その際、好ましくは前記半径方向流路（１ｃ）ないし前記連絡流路（１ｂ）は、一つのシリンダ（６）の少なくとも一つの中央領域に配置された環状流路（１ａ）から延びていることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載のシリンダヘッド（５）。
【請求項１０】
前記第二の冷却ジャケット（２）は、前記シリンダ（６）の周縁領域から、前記シリンダヘッド（５）の排気フランジ領域（２４）まで延びていることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載のシリンダヘッド（５）。
【請求項１１】
少なくとも一つの第一及び／又は少なくとも一つの第二の移行部（１８、１９）は、所定の直径を有する一つの孔によって形成されていることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載のシリンダヘッド（５）。
【請求項１２】
少なくとも一つの制限手段（２８）は、前記ファイヤーデッキ（１３）の少なくとも一つの第一のインレット開口（１４）及び／又は第二のインレット開口（１５）の領域及び／又は少なくとも一つのアウトレット開口（２５、２６）の領域に配置されていることを特徴とする、請求項１から１１のいずれか一項に記載のシリンダヘッド（５）。
【請求項１３】
前記第一の冷却ジャケット（１）、第二の冷却ジャケット（２）及び第三の冷却ジャケット（３）のうち少なくとも二つは、異なった流れ断面を有することを特徴とする、請求項１から１２のいずれか一項に記載のシリンダヘッド（５）。
【請求項１４】
前記第一の冷却ジャケット（１）及び前記第二の冷却チャンバ（２）は、一つの共通の一体型の鋳造コアによって製造可能であることを特徴とする、請求項１から１３のいずれか一項に記載のシリンダヘッド（５）。
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれか一項に記載のシリンダヘッド（５）を有する内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも一つのシリンダを有する内燃機関のシリンダヘッドであって、前記シリンダヘッドは、第一の冷却ジャケット、第二の冷却ジャケット及び第三の冷却ジャケットを備えた冷却ジャケット装置を有し、前記第一の冷却ジャケットは、前記シリンダヘッドの長手方向中心面の領域に配置され、前記第二の冷却ジャケットは、排気側において前記シリンダヘッドに統合された排気マニホルドの、前記シリンダヘッドのファイヤーデッキ側の下側面に隣接し、前記第三の冷却ジャケットは、前記ファイヤーデッキとは反対側の、前記排気マニホルドの上側面に隣接し、前記シリンダヘッドの前記第二の冷却ジャケットは、前記ファイヤーデッキに配置された少なくとも一つの第二のインレット開口を介して、前記シリンダヘッドに組付け可能なシリンダブロックの少なくとも一つの冷却チャンバと流体連通可能であるように構成されたシリンダヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
液冷式シリンダヘッドの冷却装置において、流れ方向と流れ速度を最適化すべく、長手方向通流要素と横方向通流要素とを組み合わせることは公知に属する。短所は、それが、一般に、外形寸法の高まりと結びついていることである。
【０００３】
独国特許出願公開第１０２０１３２２１２１５号明細書から、吸気口を冷却するための吸気ウォータージャケットと、上部燃焼室区域を冷却するための燃焼室ウォータージャケットと、排気口及び統合された排気マニホルドを冷却するための下側及び上側排気ウォータージャケットを有する排気ウォータージャケットとを含んだシリンダヘッドのウォータージャケット構造が知られている。当該吸気ウォータージャケットは、ブロック側ウォータージャケット及び当該燃焼室ウォータージャケットと連通している。当該燃焼室ウォータージャケットは、当該ブロック側ウォータージャケット及び当該上側排気ウォータージャケットと連通している。当該下側排気ウォータージャケットは、当該ブロック側ウォータージャケットと連通している。当該下側排気ウォータージャケットは、当該吸気ウォータージャケット、当該燃焼室ウォータージャケット及び当該上側排気ウォータージャケットとは連通していない。したがって、当該下側排気ウォータージャケットと当該上側排気ウォータージャケットとは、当該シリンダヘッド内部で、互いに独立した、長手方向に貫流される流れ路を形成する。当該下側及び上側排気ウォータージャケットからの当該冷媒の流出は、当該シリンダヘッドの端面側で別々に行われる。
【０００４】
欧州特許出願公開第２５００５５８号明細書は、排気側に配置されて、排気マニホルドに隣接すると共に互いに流体連通された下側及び上側冷却ジャケットを有し、当該下側冷却ジャケットと中央冷却ジャケットとが流体連通されているシリンダヘッドを開示している。当該三つの冷却ジャケットは、当該冷媒全体が当該シリンダブロックから、まず最初に、当該下側冷却ジャケットに導かれ、その後に、他の二つの当該冷却ジャケットに導かれるようにして配置されている。当該冷媒の流出は当該シリンダヘッドを介して行われる。これによって、当該冷媒は連続的に加熱されて、その熱吸収はますます減退し、こうして、冷却効果全体が低下するに至る。
【０００５】
さらに、特開２０１６‐０４４５７号公報から、互いに連結路を介して連通した三つの冷却路を含んだ、まとまった単一の冷却チャンバとして形成されたウォータージャケットを有する内燃機関のシリンダヘッドが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２０１３２２１２１５号明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第２５００５５８号明細書
【特許文献３】特開２０１６‐０４４５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、できるだけコンパクトに仕様設計されたシリンダヘッドの効果的な冷却をできるだけ低コストで可能とすることである。とりわけ、統合された排気マニホルドを含む当該シリンダヘッドのすべての重要な領域を最適に冷却することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的は、本発明によれば、冒頭に述べたシリンダヘッドによって―当該第一の冷却ジャケットが、少なくとも一つの第一のインレット開口を介して、当該シリンダブロックの当該冷却チャンバと流体連通可能であり、当該第一の冷却ジャケットが、少なくとも一つの第一の移行部を介して、当該第二の冷却ジャケットが、少なくとも一つの第二の移行部を介して、当該第三の冷却ジャケットと流体連通されていることによって―達成される。
【０００９】
冷却ジャケットとは、本願明細書において、その壁面が―当該シリンダヘッドの熱的に重要な領域から広域的に熱を排出し、それによって当該領域を冷却するために―形成されている一つのまとまった冷却チャンバとして理解される。移行部とは、主として当該冷却ジャケット間の当該液体冷媒の輸送に資する、本質的に冷却機能を持たない冷却ジャケット間の流体連通として理解される。当該移行部の断面の寸法決めによって、当該冷媒の流量及び流速に影響を及ぼすことができる。
【００１０】
したがって、シリンダヘッドの第一の冷却ジャケット及び第二の冷却ジャケットは、互いに独立に、当該シリンダブロックの当該冷却チャンバから通流可能である。当該第一と当該第二の冷却ジャケットの流れは、流体工学的に互いに区分されており、これによって、当該双方の冷却ジャケットの液体量、流れ方向及び／又は流速は互いに独立に設定することができる。したがって、これによって当該シリンダヘッドは一層効果的に冷却可能である。
【００１１】
さらに、一方において第一の冷却ジャケットと第三の冷却ジャケットの間、及び、他方において第二の冷却ジャケットと第三の冷却ジャケットの間の、当該第一及び第二の移行部により、当該第三の冷却ジャケットにおける流れ方向及び／又は流量を効果的に調節することが可能である。これによって、当該シリンダヘッドのすべての部分が効果的に冷却されるように、当該冷媒の温度勾配及び／又は流速及び／又は流量を設定することが可能となる。
【００１２】
本発明の一態様において、当該第一のインレット開口及び／又は当該第二のインレット開口は、当該シリンダヘッドの当該排気側に配置されている。これによって、最も高温の当該領域の効果的な冷却が達成されると共に、当該温度勾配に的確な影響を及ぼすことが可能である。加えてさらに、最適な冷媒導通方向が可能である。
【００１３】
本発明の一実施形態において、当該第一の冷却ジャケットは、当該ファイヤーデッキないし燃焼室デッキに隣接している。これによって、当該燃焼室デッキの領域―したがって、当該熱負荷が特に高い、当該シリンダヘッドの当該シリンダの燃焼室に直接に隣接した壁面領域―から効果的な排熱が可能となる。
【００１４】
本発明のさらに別な一実施形態において、当該第三の冷却ジャケットは、中間デッキによって、当該第一の冷却ジャケット及び当該第二の冷却ジャケットから区分されている。これによって、当該シリンダヘッドの強度を高めると共に、当該シリンダヘッドの熱膨張を軽減させることができる。
【００１５】
本発明の一実施形態において、当該第一及び／又は当該第三の冷却ジャケットは、それぞれ、当該吸気側に配置された少なくとも一つのアウトレット開口を介して、当該シリンダブロックの当該冷却ジャケットと流体連通可能である。したがって、当該第一及び第三の冷却ジャケットからのアウトレット開口の配置は、冷媒がシリンダブロックに―特に吸気側に―還流され得るようになされている。こうした冷媒誘導によって、基本的に、長手方向通流部分は断念され、すべての冷却ジャケットにおいて冷媒の横流れが使用される。これによって、さらに、シリンダヘッドの構造サイズの格段の小型化が可能である。ただし、冷却ジャケットの上述した形成及び配置ないし連通と組み合わせることによって、温度勾配、流速及び冷媒量を常に―すべての部分が効果的に冷却され得るように―設定することが可能である。
【００１６】
本発明の一態様において、当該第三の冷却ジャケットは、少なくとも一つの移行開口を介して、当該自動車ヒータと導通可能である。これによって、一方において、第三の冷却ジャケット内の冷媒の流れ方向及び流速がプリセットされ、他方において、シリンダヘッドの統合された排気マニホルドも、排気フランジの領域が周回還流されて、冷却される。好ましくは、その際、第三の冷却ジャケットは、当該移行開口の領域において、接続されたチャージャ並びにその取付ねじが冷却され得るように、少なくとも一つの突起を有している。これによって、温度に起因する当該取付ねじの緩みを防止することができる。
【００１７】
当該冷却ジャケットの形成は、所要の冷媒量を減少させると共に、温度勾配に一層よく影響を及ぼすことができるように、凹欠ないしできるだけ小さな空洞を有するようにして行うことができる。
【００１８】
本発明のさらに別の態様において、当該第三の冷却ジャケットは、当該シリンダヘッドの排気側から、当該シリンダヘッドの吸気側の方向に向かって、少なくとも一つの中間シリンダ領域まで延びている。これによって、それぞれ二つのシリンダ間の―当該長手方向中心面に対して直角をなして形成された―横断面の領域における当該シリンダヘッドの当該領域も効果的に冷却可能である。
【００１９】
さらに、当該第一の冷却ジャケットが、少なくとも一つの排気弁座領域並びに少なくとも一つのシリンダの少なくとも一つの中央領域のいずれをも―少なくとも部分的に―周回還流するのが好適である。中央領域とは、本願明細書において、特に、当該シリンダ軸近傍の当該シリンダの外周面内側の領域として理解される。好ましくは、これは、当該第一の冷却ジャケットが、少なくとも一つのシリンダの少なくとも一つの中央領域に―好ましくはそのシリンダ軸と同心的に配置された―一つの環状流路を有することによって達成される。
【００２０】
当該排気弁座領域を効果的に冷却すべく、当該第一の冷却ジャケットは、少なくとも一つの排気弁座領域に隣接する少なくとも一つの半径方向流路及び／又は連絡流路を有し、その際、好ましくは当該半径方向流路ないし当該連絡流路は、一つのシリンダの少なくとも一つの中央領域に配置された環状流路から延びているのが好適である。これによって、当該排気弁座周囲及び当該シリンダ中心領域の既知の高温領域を効果的に冷却することが可能となる。したがって、当該第一の冷却ジャケットは、排気弁座並びに当該中央領域がいずれも強制周回還流されるようにして形成されている。
【００２１】
要素、例えばシーリングを過熱から効果的に保護すべく、当該第二の冷却ジャケットは、当該シリンダの周縁領域から、当該排気フランジ領域まで延びているのが好適であり―これによって、当該排気フランジ領域の温度を少なくとも２０５℃未満に低下させることができる。
【００２２】
少なくとも一つの第一及び／又は少なくとも一つの第二の移行部は、例えば、所定の直径を有する孔によって形成されていてよい。当該孔のサイズによって、冷媒量ないし冷媒速度に影響を及ぼし、それを決定することができる。別法として又はさらに加えて、当該シリンダブロックの当該冷却チャンバ内、当該ファイヤーデッキの少なくとも一つの第一及び／又は第二のインレット開口の領域及び／又は少なくとも一つのアウトレット開口の領域に、冷媒流量をプリセットすべく、一つの制限手段が配置されている。当該制限手段は、当該冷媒流路に取り付けられた独立したインサート又は一体鋳造された断面狭窄部、当該シリンダヘッドないしシリンダブロックの隆起によって形成されていてよい。こうして、的確な冷却を可能とする当該冷媒量の制御を行うことができる。
【００２３】
当該システム全体の圧力損失をできるだけ抑制すべく、第一、第二及び／又は第三の冷却ジャケットは互いに異なった流れ断面を有しているのが好適である。当該個々の流れ断面は、それぞれの当該冷却要件に適合されている。
【００２４】
当該第一の冷却チャンバ及び第二の冷却チャンバが一つの共通の一体型の鋳造コアによって製造されれば、製造コスト及び当該製造時の扱い易さの点で、さらなる利点が得られる。
【００２５】
本発明の上記目的は、同じく、上述したシリンダヘッドを有する内燃機関によって達成される。
【００２６】
当該シリンダヘッドを、統合された排気マニホルドと共に効果的に冷却すべく、一方において、当該エンジンの速やかな加熱を可能とし、他方において、所望の温度勾配に一層よく影響を及ぼすことができると共に、さらに、当該冷媒の流速を高めることができるように、当該冷媒の使用量を低減するのが好適である。
【００２７】
したがって、本発明によるシリンダヘッドの冷却ジャケット装置は三体式に形成されており、その際、二つの下側冷却ジャケット（つまり、第一と第二の冷却ジャケット）及び一つの上側冷却ジャケット（つまり、第三の冷却ジャケット）が設けられている。当該シリンダヘッド内の当該下側冷却ジャケットは、互いに別々に、当該シリンダブロックの当該冷却チャンバから通流可能であり、ないし、互いに独立にないし流体工学的に互いに区分されて通流させられており、これによって、当該二つの下側冷却ジャケットにおける冷媒の冷媒量、流れ方向及び／又は流速を互いに独立に設定することができる。
【００２８】
当該第一の冷却ジャケットは、排気弁座並びにセントラル点火プラグないし中央燃料噴射装置の当該インジェクタシートのいずれもが強制周回還流されるように形成されている。したがって、中間シリンダ領域におけるノッキングを回避するために、当該上側の、したがって、第三の冷却ジャケットは、当該中間シリンダ領域が該冷却ジャケットによって共同冷却されるように形成されている。当該二つの下側の第一及び第二の冷却ジャケットは、冷媒用のインレット、アウトレット及び移行部を含んでいる。当該第一の冷却ジャケットと同一の面内に配置されている当該第二の冷却ジャケットは、冷媒量を低減すると共に、それによって高い流速を達成すべく、複数の凹欠を含んでいる。さらに、該冷却ジャケットは、排気フランジ領域の温度を２５０℃未満、特に２２０℃未満に低下させて、その要素、例えばシーリングを過熱から保護するように形成されている。
【００２９】
二つの下側（したがって、第一及び第二）の冷却ジャケットは当該上側の第三の冷却ジャケットへの複数の移行部を有している。当該上側の第三の冷却ジャケットは、当該冷媒の誘導を可能にすると共に、大きな空洞を回避すべく、複数の凹欠を有し、これが当該シリンダヘッドの安定性並びに強度の高まりを招来する。当該冷却ジャケット間の当該移行部は開口として、例えばシーリング内の孔と同様に形成されており、その際、当該孔のサイズによって、当該冷媒の当該冷媒量ないし流速を制御することが可能である。
【００３０】
当該上側の第三の冷却ジャケット内の当該冷媒の流れ方向及び／又は流速をプリセットすべく、当該第三の冷却ジャケットから自動車ヒータへの移行開口が設けられており、これによって、当該排気マニホルドの当該排気フランジも周回還流ないし冷却される。当該自動車ヒータへの当該移行開口の両側において、当該第三の冷却ジャケットの当該形状は、接続されているチャージャの取付ねじが周回還流されて、熱に起因する当該取付ねじの緩みが回避されるように形成されている。
【００３１】
以下、図面によって示した、本発明を制限するものではない実施例を参照して、本発明を詳細に説明する。各図は概略的に以下を示す。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明による冷却ジャケット装置の斜視図である。
【図２】冷却ジャケット装置の第一及び第二の冷却ジャケットの斜視図である。
【図３】冷却ジャケット装置の第三の冷却ジャケットの斜視図である。
【図４】冷却ジャケット装置の平面図である。
【図５】冷却ジャケット装置の第一及び第二の冷却ジャケットの平面図である。
【図６】冷却ジャケット装置の、図４に示したＶＩ‐ＶＩ線による側面図である。
【図７】冷却ジャケット装置の、図４に示したＶＩＩ‐ＶＩＩ線による断面図である。
【図８】本発明による冷却ジャケット装置を有する本発明によるシリンダヘッドの、シリンダヘッド長手方向中心面に対して直角をなす第一の断面図である。
【図９】図８に示したシリンダヘッドの、シリンダヘッド長手方向中心面に対して直角をなす第二の断面図である。
【図１０】図９に示したＸ‐Ｘ線によるシリンダブロックの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
図１から７は、複数のシリンダ６を有する内燃機関のシリンダヘッド５の、冷媒装置４が第一の冷却ジャケット１、第二の冷却ジャケット２及び第三の冷却ジャケット３を備えた、三体式の冷却ジャケット装置４を示している。
【００３４】
その際、シリンダヘッド５の燃焼室デッキないしファイヤーデッキ１３（ないしシリンダヘッドボトム）に隣接する第一の冷却ジャケット１は、シリンダ６のシリンダ軸６ａを通って広がる、排気側５ａと吸気側５ｂとを区分するシリンダヘッド５の長手方向中心面６ｂの領域に配置されている。シリンダヘッド５は、図８及び９から看取されるように、排気側５ａに、統合された一つの排気マニホルド７を有している。さらに、シリンダヘッド５は、排気側５ａにおいて、シリンダ６ごとに、統合された排気マニホルド７に至る二本の排気路８の二つの排気弁開口９と、吸気側５ｂに配置された、二本の吸気路１０の二つの吸気弁開口１１とを有している。さらに、シリンダヘッド５は、シリンダ６ごとに、シリンダ軸６ａの領域において、ファイヤーデッキ１３に、シリンダ６の燃焼室６ｃ内に達する部品、例えば燃料噴射装置又は点火プラグのための一つの中央開口１２を有している。
【００３５】
冷却ジャケット装置４の第二の冷却ジャケット２は、シリンダヘッド５のファイヤーデッキ１３と、排気マニホルド７のファイヤーデッキ１３側の下側面７ａとの間に配置されている。第三の冷却ジャケット３は、排気マニホルド７のファイヤーデッキ１３とは反対側の上側面７ｂの領域に配置されている。その際、第二の冷却ジャケット２及び第三の冷却ジャケット３は、排気マニホルド７に直接に隣接し、下側面７ａないし上側面７ｂの流路壁７ａｗないし７ｂｗによってのみ、当該排気マニホルド７から区分されている（図８及び図９）。第一の冷却ジャケット１、第二の冷却ジャケット２及び第三の冷却ジャケット３の当該流れ断面は異なった寸法を有していてよい。第一の冷却ジャケット１及び第二の冷却ジャケット２は、一つの共通の鋳造コアによって製造可能である。
【００３６】
シリンダヘッド５のファイヤーデッキ１３には、排気側５ａの領域に、冷媒用の第一のインレット開口１４及び第二のインレット開口１５が配置されている。第一のインレット開口１４は第一の冷却ジャケット１と連結され、第二のインレット開口１５は第二の冷却ジャケット２と連結されている。これらの第一のインレット開口１４及び第二のインレット開口１５を介して、第一の冷却ジャケット１ないし第二の冷却ジャケット２は、シリンダヘッド５のシリンダヘッドボトム１３に組み付けられる、図１０に符号１７で示唆したシリンダブロックの冷却チャンバ１６と連通させることができる。インレット開口１４、１５及び／又は当該開口に対応する（詳細不図示の）シリンダヘッドガスケットの貫通路の当該流れ断面の当該寸法決めによって、冷却ジャケット１、２、３への当該冷媒流れを設定することができる。
【００３７】
第一の冷却ジャケット１及び第二の冷却ジャケット２は、中間デッキ２０によって、第三の冷却ジャケット３から区分されている。ただし、第三の冷却ジャケット３は、一方で、少なくとも一つの第一の移行部１８を介して、第一の冷却ジャケット１と流体連通されており、他方で、少なくとも一つの第二の移行部１９を介して、第二の冷却ジャケット２と流体連通されている。移行部１８、１９は、例えば、中間デッキ２０内を延び、所定の流れ断面を有している。
【００３８】
第三の冷却ジャケット３は、例えば、長手方向中心面６ｂに対して直角をなすと共にシリンダ軸６ａと平行をなして延びるシリンダヘッド中心横断面２３ｂの領域に配置された少なくとも一つの移行開口２１―これは、図１、図３、図４、図６及び図７において、例えば、第三の冷却ジャケット３の最も高い箇所に位置している―を介して、当該自動車の当該車内を暖房するための詳細不図示の自動車ヒータと流体連通可能である。
【００３９】
シリンダ６同士の間の熱的に重要な領域を最適冷却すべく、当該実施例において、第三の冷却ジャケット３は、排気マニホルド７の上側面７ｂから、指状の第一の流路突起３ａを介して、特に、隣接する二つのシリンダ６の間の中間横断面２３ｃの両側の中間シリンダ領域２２まで延びている。中間横断面２３ｃは、シリンダヘッド５の長手方向中心面６ｂに対して直角をなすと共にシリンダ軸６ａと平行に配置され（図３、図４）ないし当該シリンダヘッド中心横断面２３ｂと平行に延び又はそれと重なり合っている。
【００４０】
シリンダヘッド５の端面側５ｃ、５ｄの領域においても、第三の冷却ジャケット３は、第一の流路突起３ａよりも断面の小さな、指状の第二の流路突起３ｂを有している。これらの第二の流路突起３ｂのうち、図４において第一の端面側５ｃに示した第二の流路突起３ｂは、シリンダブロック１７の冷却チャンバ１６から、第三のインレット開口２７を介して、第三の冷却ジャケット３への当該冷媒の当該供給に使用される。
【００４１】
第一の冷却ジャケット１は、シリンダ６ごとに、中央環状流路１ａ内の中央開口１２を包囲しているために、この高温領域は特によく冷却される。隣接するシリンダ６の中央環状流路１ａは、シリンダヘッド５の長手方向に、したがって、基本的に長手方向中心面６ｂと平行に延びる連絡流路１ｂを介して、互いに連結されている（図２、図５）。さらに、中央環状流路１ａは、排気側の半径方向流路１ｃを介して、第一のインレット開口１４と連結され、吸気側の半径方向流路１ｄを介して、第一のアウトレット開口２５と連結されている（図５）。連絡流路１ｂ及び当該排気側の半径方向流路１ｃは、排気弁座領域２９に隣接して形成されている。
【００４２】
第二の冷却ジャケット２は、シリンダ６から、排気フランジ領域２４まで延びている。
【００４３】
第一の冷却ジャケット１は、第一のアウトレット開口２５を介して、第三の冷却ジャケット３は、第三のアウトレット開口２６を介して、それぞれ、シリンダブロック１７の冷却チャンバ１６と流体連通しており、その際、アウトレット開口２５、２６は、それぞれ、シリンダヘッド５の吸気側５ｂに配置されている。その際、第一のアウトレット開口２５は、長手方向中心面６ｂに対して直角をなすと共にシリンダ軸６ａを貫いて延びるシリンダ中心横断面２３ａの両側に配置されている（図２、図４）。
【００４４】
図４から図６において、矢印Ｓによって、冷却ジャケット１、２、３内における当該冷媒の当該流れ方向が示唆されている。さらに、第一の移行部１８及び第二の移行部１９、移行開口２１並びにインレット開口１４、１５が示されている。ここから、さらに、当該下側の第一の冷却ジャケット１と当該上側の第三の冷却ジャケット３との間に中間デッキ２０が設けられていることが看取される。当該中間デッキ２０によって、シリンダヘッド５の強度ないし剛性が高められ、熱膨張が減少させられる。さらに、当該補助的な中間デッキ２０は、当該冷媒がファイヤーデッキ１３の領域、したがって、効果的な冷却が必須とされる領域に保持されるという利点を有している。
【００４５】
冷却ジャケット１、２、３は、シリンダブロック１７の冷却チャンバ１６の上方に配置されている。シリンダブロック１７の冷却チャンバ１６内における流れ方向と共に、続いて、第一の冷却ジャケット１及び第二の冷却ジャケット２へのインレット条件（特に、場所及び流速）及び、続いて、シリンダブロック１７の冷却チャンバ１６内への当該アウトレット条件もプリセットすべく―特にシリンダブロック１７の冷却チャンバ１６において―ファイヤーデッキ１３の少なくとも一つの第一のインレット開口１４及び／又は第二のインレット開口１５の領域及び／又はシリンダヘッド５の少なくとも一つのアウトレット開口２５、２６の領域に、少なくとも一つの制限手段２８又は複数の制限手段２８が配置されている（図１０）。制限手段２８は、流れ断面を減少させる、所定の流れ断面を有する断面狭窄部である。制限手段２８は、例えば、インサート２８ａ又はそれぞれの当該冷媒流路における壁面のでこぼこ２８ｂによって形成されていてよい。特に、制限手段２８は、シリンダブロック１７の冷却チャンバ１６内及び／又はファイヤーデッキ１３の第一のインレット開口１４及び／又は第二のインレット開口１５の領域及び／又は一つのアウトレット開口２５、２６の領域に配置されていてよい。図１０には、第一のシリンダ６につき、シリンダヘッド５の当該第一及び第二の冷却チャンバの当該第一及び第二のインレット開口のおおよそのポジションが符号１４、１５で示唆されている。
【００４６】
第一の冷却ジャケット１及び第二の冷却ジャケット２には、シリンダブロック１７の冷却チャンバ１６から、互いに別々に冷媒通流が行われる。
【００４７】
すべての冷却ジャケット１、２、３は、主として、当該液体冷媒が導通される流路として、大きな空洞なしに形成されている。当該システム全体の圧力損失を抑制しないし回避すべく、冷却ジャケット１、２、３の当該流路は、断面が相異するようにして形成されている。
【００４８】
下側の二つの冷却ジャケット１、２は、それらの形成及び形状からして、一つの共通のサンドコアとして製造可能である。これによって、三体式に形成された冷却ジャケット装置４は、製造技術的に容易に製造することができる。
【００４９】
所要の冷媒量を抑制すると共に、高い冷媒速度による小さな流れ断面を達成すべく、第一の冷却ジャケット１、第二の冷却ジャケット２及び／又は第三の冷却ジャケット３は、ヒケによってシリンダヘッド５内に形成された凹欠３１、３２、３３を有している。
【００５０】
本発明による冷却ジャケット装置４は、上記に説明、及び、図１から図１０に示した当該実施例に限定されるものではない。該装置は、容易に、別途シリンダ数又は統合された排気マニホルド７の別途形状寸法に適合させることが可能である。格段の特徴は、当該三体式仕様、第一の冷却ジャケット１及び第二の冷却ジャケット２の別々の冷媒通流方式、並びに、冷却ジャケット１、２、３における当該冷媒の、長手方向中心面６ｂに対して基本的に直角をなして延びる単独のクロスフロー方式である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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