DE2921797A1 - Valve seat for IC engine - has ridge on back to form seal in V-groove at base of recess - Google Patents

Abstract

The engine cylinder head (1) has an inlet passage (3) and an exhaust passage (4) with a bore (7) between them for an injector or sparking plug. Valve seats (6) are pressed into the open ends of the inlet and exhaust passages. The back of each valve seat has an annular ridge (8) round it. This presses into the cylinder head and forms a gas seal round the inlet or exhaust passage. The section (12) of the back of the seat outside the ridge is tight to the base of the recess in the head (1). The section (13) inside the ridge is tapered to give an annular gap of V section.

Description

Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine Cylinder head of an internal combustion engine

Gegenstand der Erfindung ist ein Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine mit eingesetzten, an ihrem Außendurchmesser durch die Bohrung für das Einspritzventil oder die Zündkerze gegenüber dem Brennraum teilweise freigelegten Ventilsitzen. The invention relates to a cylinder head of an internal combustion engine with inserted, on their outer diameter through the hole for the injection valve or the spark plug with respect to the combustion chamber partially exposed valve seats.

Bei bisher üblichen Brennkraftmaschinen werden zwecks Ausnützung eines maximalen Ventildurchmessers eingesetzte Ventilsitze mit abgestuftem Außendurchmesser verwendet. Die Bohrung für das Einspritzventil oder die Zündkerze reicht dicht bis zum größeren Teil der Außendurchmesser der Ventilsitze, wodurch an dieser Stelle der Ventilsitz gegenüber dem Brennraum freigelegt wird. Der kleinere Außendurchmesser des Ventilsitzes dient dazu, ein Entweichen der Verbrennungsgase aus dem Brennraum in den Ansaug- und den Auspuffkanal zu verhindern. In the case of internal combustion engines that have been customary up to now, for the purpose of utilization valve seats with a stepped outer diameter used for a maximum valve diameter used. The hole for the injection valve or the spark plug extends tightly up to for the most part the outer diameter of the valve seats, which at this point the valve seat is exposed opposite the combustion chamber. The smaller outside diameter of The valve seat serves to prevent the combustion gases from escaping from the combustion chamber to prevent the intake and exhaust ducts.

Beispielsweise ist bei einer bekannten Ausführung (CS-PS 142 885) ein Haltering mit einem Teil der Dichtungsrille innerhalb des mit dem restlichen Teil der Dichtungsrille versehenen Ventilsitzkörpers gelagert. For example, in a known version (CS-PS 142 885) a retaining ring with part of the sealing groove inside that with the remainder Part of the sealing groove provided valve seat body stored.

Bekannt sind ferner Anordnungen mit Ventilsitzringen, die in Ausnehmungen des Zylinderkopfes eingepaßt sind, wobei Ausnehmungen und Ventilsitzringe einander entsprechende, unter einem stumpfen Winkel aneinander stoßende zylindrische und kegelige Sitzflächen aufweisen und jede Ausnehmung jeweils nur eine zylindrische und eine kegelige Sitzfläche hat, von denen die zylindrische Sitz fläche dem Bremsraum benachbart ist (DE-AS 1 576 363). Also known are arrangements with valve seat inserts in recesses of the cylinder head are fitted, with recesses and valve seat rings one another corresponding cylindrical and abutting at an obtuse angle Have conical seat surfaces and each recess only one cylindrical and has a tapered seat, of which the cylindrical seat surface is the brake chamber is adjacent (DE-AS 1 576 363).

Eine weitere bekannte Lösung ist ein Ventilsitzeinsatz aus einer Metall-Hartlegierung, der in einem aus Metallguß bestehenden Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine eingegossen ist, wobei der Einsatz einen ersten Bereich aufweist, der nach Bearbeitung des Zylinderkopfes einen Teil der vom Verbrennungs- bzw. Gaswechselvorgang unmittelbar beaufschlagten Fläche des Zylinderkopfes bildet, und einen weiteren, mit dem ersten Bereich einstückigen Bereich aufweist, der sich von der beaufschlagten Fläche nach auswärts in den Zylinderkopf hinein erstreckt und ein sich zu seinem Außenumfang hin verjüngendes Profil besitzt, wobei (gemäß DE-PS 1 576 376), die Verjüngung des Profils derart gestaltet ist, daß während des Gießvorganges des Zylinderkopfes eine Verschmelzung des Materials des weiteren Bereiches des Einsatzes mit dem des Zylinderkopfes gefördert wird, während im ersten Bereich keine wesentliche Verschmelzung erfolgt. Another known solution is a valve seat insert from a Metal hard alloy, which is in a cylinder head made of cast metal a Internal combustion engine is cast in, wherein the insert has a first area, which after machining the cylinder head is part of the combustion or gas exchange process directly acted upon surface of the cylinder head, and another, having one-piece area with the first area, which area extends from the acted upon Surface extends outwardly into the cylinder head and one towards its Has the outer circumference tapering profile, wherein (according to DE-PS 1 576 376), the Tapering of the profile is designed so that during the casting process of the cylinder head a fusion of the material of the wider area of the insert with that of the Cylinder head is promoted, while in the first area no essential Merger takes place.

Eine weitere bekannte Ausführung (DE-PS 1 236 290) zeigt eine am Ventilsitz angeordnete Ringdichtung, deren Dichtring mit seinem inneren und unteren Rand spitzwinklig in diese Hinterschneidung eingreift, deren Bodenfläche bezüglich der Achse des Ventilsitzes spitzwinklig zur benachbarten inneren Randfläche verläuft und schräg nach außen oben ansteigt, wobei die Arbeitsfläche des Dichtringes innen in gleicher Höhe wie die benachbarte Kante der Sitz fläche angeordnet ist und der Dichtring außen frei vom Medium umspült werden kann. Another known embodiment (DE-PS 1 236 290) shows an am Valve seat arranged ring seal, the sealing ring with its inner and lower Edge engages at an acute angle in this undercut, the bottom surface with respect to the axis of the valve seat extends at an acute angle to the adjacent inner edge surface and rises obliquely outwards upwards, with the working surface of the sealing ring inside is arranged at the same height as the adjacent edge of the seat and the Sealing ring can be flushed around the outside free of the medium.

Bekannt ist ferner eine Ausführung (CS-PS 123 671) zur Befestigung eines Ventilsitzes aus härterem Werkstoff durch Einpressen in den Zylinderkopf aus weicherem Werkstoff, wobei der Ventilsitzkörper mit Metallrillen und der Ventilsitz mit entsprechenden federnden Vorsprüngen versehen ist, die in den Rillen verformt werden. Also known is a version (CS-PS 123 671) for attachment a valve seat made of harder material by pressing it into the cylinder head softer material, the valve seat body with metal grooves and the valve seat is provided with corresponding resilient projections which deform in the grooves will.

Diese bisher gebräuchlichen Ausführungen von Zylinderköpfen mit eingesetzten Ventilsitzen und mit abgestuftem Außendurchmesser besitzen den Nachteil, daß die Gestaltung der abgestuften bzw. abgesetzten Bohrung zum Einsetzen des Ventilsitzes in den Zylinderkopf technologisch äußerst anspruchsvoll ist und ebenso wie die Herstellung des eigentlichen Ventilsitzes mit zwei abgesetzten Durchmessern größere Abweichungen in der Herstellungsgenauigkeit aufweist. Um den Einfluß der größeren Herstellungsabweichungen der Ventilsitze mit abgestuftem Außendurchmesser zu kompensieren, muß ein größerer Preßbereich gewählt werden, wodurch der zwischen den Ventilsitzen sich befindende Steg in erhöhtem Maße beansprucht wird und keine vollkommene Abdichtung gegen das Eindringen von Verbrennungsgasen aus dem Brennraum über die freigelegten Teile der Ventile in den Auspuff-und Ansaugkanal erzielt wird. These previously common designs of cylinder heads are also used Valve seats and with a stepped outer diameter have the disadvantage that the Design of the stepped or offset bore for inserting the valve seat in the cylinder head is technologically extremely demanding and just like the manufacture of the actual valve seat with two offset diameters larger deviations in manufacturing accuracy. About the influence of the larger manufacturing deviations To compensate for the valve seats with a stepped outer diameter, a larger one must be used Pressing area can be selected, whereby the one located between the valve seats Web is stressed to an increased extent and no perfect seal against the Ingress of combustion gases from the combustion chamber through the exposed parts of the Valves in the exhaust and intake ducts is achieved.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für den Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine Ventilsitze zu schaffen, die trotz ihrer teilweisen Freilegung gegenüber dem Brennraum an ihrem Außendurchmesser durch die Einspritzventil-Bohrung bei geringerer Beanspruchung der Stege zwischen den Sitzen ein Eindringen der Verbrennungsgase aus dem Brennraum in den Ansaug- und Auspuffkanal verhindern oder zumindest stark herabsetzen. The invention is based on the object for the cylinder head a Internal combustion engine to create valve seats, despite their partial exposure opposite the combustion chamber at its outer diameter through the injection valve bore With less stress on the bars between the seats, combustion gases can penetrate from the combustion chamber into the intake and exhaust ducts, or at least strongly reduce.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Ventilsitze an der dem Boden ihrer Bohrungen zugekehrten Seite eine diese Fläche in eine äußere und eine innere Kreisringzone unterteilende Schneide aufweisen, daß die Ventilsitze auf dem Boden ihrer Bohrung mit der Stirnfläche der äußeren Kreisringzone und der Schneide aufsitzen, deren Sitz fläche beim Einpressen der Ventilsitze in die Bohrung gestaltet wird, und daß zwischen der Stirnfläche der inneren Kreisringzone und dem Boden der Bohrung der Ventilsitze ein Spielraum vorhanden ist. This object is achieved according to the invention in that the valve seats on the side facing the bottom of their bores, this surface is transformed into an outer one and have an inner annular zone dividing cutting edge that the valve seats on the bottom of their bore with the face of the outer annulus zone and the Sit on the cutting edge, the seating area of which is when the valve seats are pressed into the hole is designed, and that between the end face of the inner annular zone and the There is clearance at the bottom of the bore of the valve seats.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. An embodiment of the invention is described below with reference to the Drawing described in detail.

Ein im Axialschnitt dargestellter Zylinderkopf 1 ist an seinem Boden 2 an der Einmündung eines Ansaugkanals 3 und eines Auspuffkanals 4 mit Bohrungen 5 gleichen Durchmessers versehen, in denen Ventilsitze 6 eingepreßt sind. A cylinder head 1 shown in axial section is at its bottom 2 at the confluence of an intake duct 3 and an exhaust duct 4 with holes 5 of the same diameter, in which valve seats 6 are pressed.

Zwischen diesen Bohrungen 5 ist eine Bohrung 7 für ein (nicht dargestelltes) Einspritzventil vorgesehen, die beide Bohrungen unterbricht und derart die Ventilsitze gegenüber dem Brennraum freilegt (nicht dargestellt). Die Ventilsitze 6 sind an der dem Boden 11 der Bohrung 5 zugekehrten Seite mit einer Schneide 8 versehen, die den Ventilsitz 6 in eine radial äußere und eine innere Kreisringzone unterteilt. Der Ventilsitz 6 sitzt auf dem Boden 11 der Bohrung 6 mit seiner Schneide 8 und der Stirnfläche 12 der äußeren Kreisringzone auf, die durch die Schneide 8 und den Außendurchmesser 9 des Ventilsitzes 6 begrenzt wird. Zwischen der Stirnfläche 13 der inneren, von der Schneide 8 und dem Innendurchmesser 10 des Ventilsitzes begrenzten Kreisringzone und dem Boden 11 der Bohrung 9 ist ein Spielraum V vorgesehen.Between these holes 5 is a hole 7 for a (not shown) Injector provided both of them Drilling interrupts and in this way exposes the valve seats to the combustion chamber (not shown). the Valve seats 6 are on the bottom 11 of the bore 5 facing side with a Cutting edge 8 provided, the valve seat 6 in a radially outer and an inner Annular zone divided. The valve seat 6 sits on the bottom 11 of the bore 6 with its cutting edge 8 and the end face 12 of the outer annular zone, the is limited by the cutting edge 8 and the outer diameter 9 of the valve seat 6. Between the end face 13 of the inner, of the cutting edge 8 and the inner diameter 10 of the valve seat limited circular zone and the bottom 11 of the bore 9 is a margin V is provided.

Die Sitzfläche für die Schneide 8 des Ventilsitzes 6 wird erst beim Einpressen des Ventilsitzes 6 in die Bohrung 5 gestaltet. Die Schneide 8 dient nach dem Einpressen des Ventilsitzes 6 in die Bohrung 5 dazu, ein Entweichen der Verbrennungsgase aus dem Brennraum in die Kanäle 3 und 4 über die freigelegten Teile des Ventilsitzes 6 zu verhindern.The seat for the cutting edge 8 of the valve seat 6 is only when Pressing the valve seat 6 into the bore 5 is designed. The cutting edge 8 is used after after the valve seat 6 is pressed into the bore 5, the combustion gases can escape from the combustion chamber into channels 3 and 4 via the exposed parts of the valve seat 6 to prevent.

Die axiale Einstellung der Ventilsitze 6 wird durch das Aufsitzen der Stirnfläche 12 der äußeren Kreisringzone und Einpressen der Schneide 8 in den Boden 11 der Bohrung 5 erzielt. The axial adjustment of the valve seats 6 is made by the seating the end face 12 of the outer annular zone and pressing the cutting edge 8 into the Bottom 11 of the hole 5 achieved.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Ausführung des Zylinderkopfes beruhen in der erhöhten Herstellungsgenauigkeit sowohl der Bohrung als auch der Ventilsitze selbst, die mit gleichem Durchmesser gestaltet sind, was die Wahl eines kleineren Preßbereiches für den Ventilsitz ermöglicht. The advantages of the design of the cylinder head according to the invention are based on the increased manufacturing accuracy of both the bore and the Valve seats themselves that are designed with the same diameter, what the choice of one allows smaller compression area for the valve seat.

Dadurch werden die Beanspruchung der Stege zwischen den Ventilsitzen verringert und das Eindringen von Verbrennungsgasen aus dem Brennraum über die freigelegten Teile der Ventilsitze in den Ansaug- und den Auspuffkanal im Zylinderkopf verhindert. Außerdem werden niedrigere Herstellungskosten bei der Ausführung der Bohrungen im Zylinderkopf sowie bei der Erzeugung der Ventilsitze erzielt.This reduces the stress on the webs between the valve seats and the ingress of combustion gases from the combustion chamber through the exposed Parts of the valve seats in the intake and exhaust ducts in the cylinder head prevented. In addition, lower manufacturing costs when performing the Bores achieved in the cylinder head as well as in the creation of the valve seats.

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Claims (1)

Anspruch Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine mit eingesetzten, an ihrem Außendurchmesser durch die Einspritzventil-Bohrung gegenüber dem Brennraum teilweise freigelegten Ventilsitzen, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilsitze (6) an der dem Boden (11) ihrer Bohrungen (5) zugekehrten Seite eine diese Fläche in eine äußere und eine innere Kreisringzone unterteilende Schneide (8) aufweisen, daß die Ventilsitze (6) auf dem Boden (11) ihrer Bohrung mit der Stirnfläche (12) der äußeren Kreisringzone und der Schneide (8) aufsitzen, deren Sitzfläche beim Einpressen der Ventilsitze (6) in die Bohrung (5) gestaltet wird, und daß zwischen der Stirnfläche (13) der inneren Kreisringzone und dem Boden (11) der Bohrung (5) der Ventilsitze (6) ein Spielraum (V) vorhanden ist. Claim cylinder head of an internal combustion engine with inserted, on their outer diameter through the injection valve bore opposite the combustion chamber partially exposed valve seats, characterized in that the valve seats (6) on the side facing the bottom (11) of its bores (5) this surface have cutting edge (8) dividing into an outer and an inner annular zone, that the valve seats (6) on the bottom (11) of their bore with the end face (12) the outer circular ring zone and the cutting edge (8), the seat of which is at Pressing the valve seats (6) into the bore (5) is designed, and that between the end face (13) of the inner circular ring zone and the bottom (11) of the bore (5) the valve seats (6) there is a margin (V).