DE2602434A1

DE2602434A1 - Im zylinderkopf einer brennkraftmaschine befindliche gasfuehrungskanaele und deren herstellung

Info

Publication number: DE2602434A1
Application number: DE19762602434
Authority: DE
Inventors: Roland Dr Ing Fink; Reiner Ing Grad Hofsaess
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1976-01-23
Filing date: 1976-01-23
Publication date: 1977-07-28
Also published as: JPS5290720A

Description

Im Zylinderkopf einer Breinraftmas chine
befindliche Gasführungskanäle und deren Herstellung Die Erfindung bezieht sich auf Gasführungskanäle und das Herstellen derselben, die im Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine als Ein- und Auslaßkanäle dienen und eine verhältnismäßig dünne Blechwandung aufweisen, dio im Inneren des jeweiligen gegossenen 1(anals des Zylinderkopfes liegen. Derartige aus dünnen Blechwandungen bestehende Gasführungsrohre, die in die Aus- oder Binlaßkanäle von Verbrennungskraftmaschinen mit geringem Abstand zur eigentlichen Zylinderkopfwandung eingesetzt werden und auf dem Streckenabschnitt ihres möglichen Einsatzes eine Isolation zur Zylinderkopfwandung hervorrufen, werden Portliner genannt.
Dadurch daß derartige Portliner nicht überall mit der durch Kühlwasser gekühlten Wandung des Zylinderkopfes in Verbindunst, stehbn, haben sio eine höhere Wandtemperatur als die Zylinderkopfwandung selbst. Dadurch ergibt sich oine bossere Nachreaktion der Verbrennungsgase im Abgaskanal und damit eine Schadstoffverminderung.
Üblicherweise werden derartige Portliner nachträglich in don Zylinderkopf eingebracht, so daß nur einfache Auslaßkanäle, wie z. B. Zylinderformen, Kegelformen oder ovale Rohro mit Portliner ausgekleidet werden können, da sich anders gekrümmte Formen nachträglich nicht mehr einsetzen lassen.
Außerdem müssen die Kanäle in engen Toleranzen liegende Konturen haben, damit die Portliner mit geringem Luftspalt eingepaßt werden können.
Aufgabe der Erfindung ist es, die bisher mit Portlinern zu erzielenden Ergebnisse zu verbessern und eine einfachere, serienmäßig leichter durchführbare Methode zur Herstellung derselbon vorzuschlagen. Außerdem soll durch die Erfindung erreicht werden, daß die Bereiche der Gasführungskanäle, die bisher noch nicht mit Portlinern ausgekleidet werden konnten, auch mit einzubeziehen und sie mit Portlinern auszukleiden.
Diese Aufgabe wird durch die Erfindung dadurch golöst, daß die aus vorzugsweise zwei Halbschalen bestehende Blechwandung, die an die Form des künftigen zugehörigen Gasführungskanals durch Pressen angepaßt ist, in die Gießform eingelegt und daraufhin darauf der Zylinderkopf in üblicher Weise abgegossen wird. Durch dieses Verfahren können auch kompliziertere Formen der Gasführungskanäle hergestellt und dadurch sogar dio Kerne für den Guß dor Kanäle eingespart worden, woil die Portliner solbst gewissermaßen die Kerne bilden.
Ziir Verstärkung dor Isolation zwischen der aufgeheizten Blechwandung und der Wandung des wassergekühlten Zylinderkopfes kann auf den gepreßten Portliner auf seiner Außenseite eine Isolierschicht aufgetragen werden, die beispielsweise aus einer Keramikmasse besteht. Als Auftragsverfahren können Keramikspritzen oder Sintern, nämlich Auftragen eines riiit einem Lösungsmittel zu einem Brei angedicktes Pulvor, Auftragen dos Breis und Brennen desselben, oder Flammspritzen eingesetzt werden. Dabei ist es zweckmäßig, wenn das Blech sowohl wie dio Keramikschicht eine Stärke von o,) bis 1 Millimeter aufweist. Auch die mit einer Isolierschicht beaufschlagten Blechpreßteile können dann so in die Gießform eingebettet werden, daß die Zylinderköpfe darauf in gewohnter Weise abgegossen werden können. Die aufgetragene Keramik- oder Sinterschicht muß insoweit hitzebeständig sein, daß sie den Gießvorgang übersteht, ohne von der Blechwandung abzuschmelzen oder abzubröckeln.
Da mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beliebige Formen von Gasführungskanälen hergestellt werden iiönnon, ist es auch möglich, daß sich diese Kanäle vom Ventilsitzring bis zum Endo des Auslaßkanals bzw. bis zum Beginn des Einlaßkanals erstrocken.
Die Gasführungskanäle können aber auch doppelwandig und zwar so ausgebildet sein, daß sich zwischen den beiden Wandungen ein mit Luft erfüllter Raum ergibt. Diese Luft stellt dann eine zusätzliche Isolierschicht dar. Anstelle von Luft kann auch cin anderes Isoliermittel in don Zwischenraum zwischen dio beiden Bleche eingebracht werden.
Beim motorischen Betrieb eines solchen Zylinderkopfes hei -Zell die Abgase die Blechwandung auf und der Isolierstoff, beispielsweise die auf das Blech aufgetragene Keramikmasse verhindert weitgehend die Wärmeübertragung an die geosseneii und iait Wasser gekühlten Zylinderkopfwände und an das Kühlwasser. Durch die hohe Temperatur, die die Blechwände annehmen und beibehalten, wird dann als Nachreaktion eine Oxydation, d. h. oine chemische Veränderung von Kohlenmonoxid zu Kohlendioxid und von Kolhlenwasserstoffen zu Wasser und Kohlendioxid begünstigt. Dadurch werden die schädlichen Abgasbestandteile wesentlich herabgesetzt. Dies geschieht insbesondere dann, wenn die Abgase noch ausreichend Sauerstoff für oine Nachreaktion enthalten. Dieso Möglichkeit ist also bei Motoren, dio mit Luftüberschuß arbeiten, z. B.
auch Schichtladungsmotoren gegeben oder es ist bei Lufteinblasung in die Auslaßkanäle der Fall.
Nicht nur Auslaßkanäle, sondern auch Einlaßkanäle können in der erfindrnlgsgemäßen Weise ausgekleidet werden, um beispielsweise die Ansauggemischtemperatur oberhalb der Kühlwassertemperatur zu halten. Dies kann vor allem bei Einlaßkanälen für ein zweites Einlaßventil bei Schichtlademotoren von Interesse sein, zu dei vorher angewärmte Luft und mit ihr vermischter Kraftstoff geleitet werden, wobei in don Einlaßkanälen Gemischtemperaturen von 100 bis 200 Grad möglichst bis zum Einlaßventil durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Einlaßkanaäle aufrechterhalten werden.
Ein weiterer Vorteil wird bei Einsetzen der Erfindung nebenbei ohne weiteres dadurch erzielt, daß dio Blechteile in dor Regel eine wesentlich glattere Oberflache haben als die Wandungen dor Ein- und Auslaßkanäle nach dem Guß, während bei normalen ohne Portliner verwendeten Einlaß-oder Auslaßkanälen diese durch Polieren nachgearbeitet werden müssen, was nicht überall gut möglich ist, weil verschiedene Stellen der gekrümmten Kanäle nach dem Abguß gar nicht mehr gut erreichbar sind. Durch die von selbst glatte Oberflache der Portlinor an allen Stellen der Ein-und Auslaßkanäle ergeben sich der von selbst zusätzlich noch optimale Leistungsausbeuten.
giQ Erfindung wird anhand von zwei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen in der folgenden Beschreibung näher erläutert, der auch weitere Einzelheiten des Gegenstandes der Erfindung entnommen werden können. Es zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch den oberen Teil eines Zylinders mit Zylinderkopf einer Brennkratfmaschine mit einem in den Auslaßkanal eingesetzten eiachen Portliner, Fig. 2 einen ähnlichen Zylinder mit einem doppelwandigen Portliner im Auslaßkanal.
Bei dem in der Zeichnung dargestellten Zylinder 1 befindet sich der zugehörige Kolben 2 in seiner oberen Totpunktlage unterhalb des Ventils 3 und des Auslaßkanals 4. Der Auslaßkanal 4 ist mit einem Portliner 5 vollständig bis auf des Ventilsitzring G ausgekleidet. Der Portliner ist auf seiner Außenseite Init oinor Keramikschicht 7 versehen. Der Zylinderkopf wurde so hergestellt, , daß auf den Portliner 3 mit der Keramikschicht 7 der Zylinderkopf @ abgegossoll wurde. IIierdurch entsteht eine Isolierung der in dem Auslaßkanal 4 strömenden Abgase gegenüber der Wandung des Zylinderkopfes @ und des im Wasserraum 9 befindlichen Kühlwassers durch die Keramikschicht 7 und das wärmebeständige Blech des Portliners 5.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungbeispiel ist der Portliner doppelwandig ausgebildet. Er besteht also aus einem Blech 11 und einem Blech 12. Zwischen diesen befindet sich ein Spalt 13, dor entweder mit Luft oder mit einem Isoliermaterial ausgefüllt sein kann. Im übrigen wurde der Zylinderkopf mit dem doppelwandigen Portliner genauso horgestellt wie der mit dem einwandigen, indem über dem den Kern des Kanals bildenden Portliner der Zylinderkopf abscgossen wurde.

Claims

Ansprüche 1. Herstellen von Gasführungskanälen, die im Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine als Ein- und Auslaßkanäle dienen und eine verhältnismäßig dünne Blechwandung aufweisen, die im Inneren des jeweiligen gegossenen lianals des Zylinderkopfes liegt, d a d u r c h g o k e I1 n -z e i c h n e t , daß die vorzugsweise aus zwoi Halbschalen bestehondo Blechwandung 5; 11, 1), dio an die Form des kübftigen Gasführungskanals (4) durch Pressen angepaßt ist, in die Gießform eingelegt und daraufhin der Zylinderkopf (8) in üblicher Weise abgegossen wird.
2. Herstellen von Gasführungskanälen nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das gepreßte Blechteil (5; 12) auf seiner Außenseite mit einer Isolierschicht (7) versehen ist, dio beispielsweise aus einer Keramikmasso (7) besteht.
3. Nach dem Verfahren dor Ansprüche 1 odor 2 horgestellte Gasführungskanäle, d a d u r c h g e k e n n -z c i c h n e t , daß sich dieselben (4) vom Ventilsitzring (6) bis zum Ende des Auslaß- bzw. Beginn des Einlaßkanals (6) erstrecken.
4. Gasführungskanäle nach Anspruch 3, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Blech bestehende Kanaleinlage (11, 12) doppelwandig, mit einer Isolierschicht, vorzugsweise einer Luftschicht (1@) zwischen den beiden Wandungen, ausgebildet sind.