DE3331145C2 - Leichtmetall-Zylinderkopf für Hubkolben-Brennkraftmaschinen - Google Patents
Leichtmetall-Zylinderkopf für Hubkolben-BrennkraftmaschinenInfo
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- 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
- F02F1/38—Cylinder heads having cooling means for liquid cooling the cylinder heads being of overhead valve type
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L3/00—Lift-valve, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces; Parts or accessories thereof
- F01L3/22—Valve-seats not provided for in preceding subgroups of this group; Fixing of valve-seats
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- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/24—Cylinder heads
- F02F2001/244—Arrangement of valve stems in cylinder heads
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Abstract
Um bei einem Leichtmetall-Zylinderkopf 1 für Hubkolben-Brennkraftmaschinen die Breite des Steges 13 zwischen benachbarten Ventilsitzringen 6 vergrößern zu können, wird der Außendurchmesser D1 der Ventilsitzfläche 11 am Ventilsitzring kleiner gewählt als der Außendurchmesser D2 der Gesamt-Ventilsitzfläche 7. Um dem Ventilsitzring 6 trotzdem die nötige Festigkeit zu geben, ist der kleinste Innendurchmesser D4 kleiner als der Innendurchmesser D3 der Ventilsitzfläche. Eine Drosselung der Strömung wird durch einen strömungsgünstigen Übergang von D4 auf D3 vermieden.
Description
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Die Erfindung bezieht sich auf einen Leichtmetali-Zylinderkopf für Hubkolben-Brennkraftmaschinen gemäß
dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Üblicherweise (siehe z. B. DE-OS 29 50 964) sind die Mündungen der Gaswechselkanäle in der Bodenfläche
des Zylinderkopfes mit kreisförmigen Aussparungen versehen, in welche die Ventilsitzringe eingesetzt sind,
die sich ihrerseits bis zur Bodenfläche des Zylinderkopfes erstrecken und eine kegelmantelförmige innere Umfangswand
aufweisen, die die Ventilsitzfläche für den Ventilteller bildet. Der zwischen benachbarten Ventilsitzringen
eines Zylinders verbleibende Steg ist hohen thermischen Wechselbelastungen ausgesetzt, so daß eine
bestimmte Mindestbreite nicht unterschritten werden kann. Um die thermische Belastung dieses Steges zu
verringern, ist es bekannt (DE-PS 9 37 858), benachbarte Ventilsitzringe entlang von Planflächen aneinander
anlegen zu lassen, so daß diese den Steg gegenüber dem Brennraum abdecken und somit gegen Hitzeeinwirkung
schützen. Dadurch ergibt sich zwar die Möglichkeit, die Leistung der Brennkraftmaschine durch Vergrößerung
der Durchmesser der Einlaß- und Auslaßventile ohne Gefährdung des Steges zu erhöhen, es entstehen jedoch
Fertigungsprobleme, da sich die Aussparungen, welche die Ventilsitzringe aufnehmen, überschneiden, so daß
die Bearbeitung dieser Aussparungen vor dem Einsetzen der Ventilsitzringe erschwert ist, und die Ventilsitzringe,
die im eingebauten Zustand mit ihren Planflächen möglichst dicht aneinander anliegen müssen, in ihrer
thermischen Ausdehnung behindert sind. Die Herstellung nicht vollständig kreisförmiger Ventilsitzringe ist
überdies aufwendiger.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Leichtmetall-Zylinderkopf der angegebenen Art zu
schaffen, bei dem Einlaß- und Auslaßventile mit großem Durchmesser ohne Gefährdung des Steges zwischen
den Ventilsitzringen, aber auch ohne unsymmetrische Ausbildung der Ventilsitzringe ermöglicht werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruches angegebenen
Merkmale gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Vorschlag wird die Gesamtventilsitzfläche
nicht, wie üblich, nur vom Ventilsitzring gebildet, sondern, zumindest nach einer gewissen
Einlaufzeit, auch von einer Ringfläche des den Ventilsitzring umgebenden Leichtmetalls. Bei einer Brennkraftmaschine,
bei der in bisher üblicher Weise die Ventilsitzfläche allein vom Ventilsitzring gebildet ist, läßt
sich auf diese Weise ohne Verringerung der Stegbreite zwischen benachbarten Ventilsitzringen eine Vergröße-
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50 rung der Durchmesser der Einlaß- und Auslaßventile und somit eine Leistungssteigerung erreichen.
Falls es zur Erzielung der erforderlichen Festigkeit des Ventilsitzringes notwendig ist. kann sein kleinster
Innendurchmesser kleiner gehalten werden als der Innendurchmesser der Ventilsitzfläche am Ventilsitzring,
wobei durch einen strömungsgünstigen Übergang von diesem kleinsten Innendurchmesser zum Innendurchmesser
der Ventilsitzfläche Ladungsverluste vermieden werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben,
in der ein Querschnitt durch einen Zylinderkopf dargestellt ist
Mit 1 ist ein Leichtmetall-Zylinderkopf für eine Hubkolben-Brennkraftmaschine
bezeichnet, der mit seiner Bodenfläche 2 auf dem nicht dargestellten Zylinderblock
aufliegt Der Zylinderkopf 1 weist für jeden Zylinder Einlaß- und Auslaßkanäle 3 bzw. 4 auf, die in ihrem
der Bodenfläche 2 benachbarten Bereich mit kreisförmigen Aussparungen 5 zur Aufnahme eines Schwermetall-Ventilsitzringes
6 versehen sind. Der Bodenfläche 2 benachbart ist die Steueröffnung jeden Kanals 3, 4 mit
einer Ventiisitzfläche 7 in Form einer Kegelmantelfläche versehen, die mit der komplementär ausgebildeten
Dichtfläche 8 eines in der Zeichnung gestrichelt dargestellten Ventiltellers 9 eines Tellerventils 10 zusammenwirkt
In der Zeichnung ist ein.derartiges Tellerventil nur in Zusammenhang mit dem Kanal 3 eingezeichnet,
jedoch ist selbstverständlich dem Kanal 4 ein entsprechendes Ventil zugeordnet.
Der Außendurchmesser D1 des Ventilsitzringes 6 ist
kleiner als der Außendurchmesser D 2 der Ventilsitzfläche 7. Die Ventilsitzfläche 7 wird also, zumindest nach
einer bestimmten Einlaufzeit, von der Kegelmantelfläche 11 an der Stirnseite des Ventilsitzringes 6 und von
der Kegelmantelfläche 12 im Zylinderblock 1 gebildet. Durch diese Ausführung ergibt sich die Möglichkeit, die
Breite des Steges 13 zwischen den Ventilsitzringen 5 mit einer verhältnismäßig großen Breite a auszuführen,
während bei der üblichen Ausbildung der Ventilsitzringe, bei der die Ventilsitzfläche vollständig innerhalb der
Ventilsitzringe liegt, nur eine Breite b möglich wäre. Um bei gegebenem Innendurchmesser D 3 der Ventilsitzfläche
7, dessen Größe durch die gewünschte Leistung der Brennkraftmaschine bestimmt ist, eine ausreichende Festigkeit
des Ventilsitzringes 5 ohne Vergrößerung seines Außendurchmessers D1 zu erreichen, knnn die Wandstärke
des Ventilsitzringes 5 an seinem von der Bodenfläche 2 abgewandten Ende vergrößert sein, so daß sein
kleinster Innendurchmesser D 4 kleiner als der Innendurchmesser D 3 der Dichtfläche 7 ist. Der Übergang
von D 4 auf D 3 ist strömungsgünstig, d. h. ohne scharfe Kanten und Ecken gestaltet, um Gaswechselverluste
durch Wirbelbildung möglichst zu vermeiden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentanspruch:Leichtmetall-Zylinderkopf für Hubkolben-Brennkraftmaschinen mit in seiner Bodenfläche (2) angeordneten, durch Tellerventile (10) zu steuernden Gaswechselöffnungen, deren Oberfläche durch Schwermetall-Ventilsitzringe (6) verstärkt sind, die in kreisförmige Aussparungen (5) im Material des Zylinderkopfes eingesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser (D 1) jedes Ventilsitzringes (6) und seiner Ventilsitzfläche (11) kleiner ist als der Außendurchmesser (D 2) der gesamten Ventilsitzfläche (7).10
Priority Applications (3)
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DE3331145A DE3331145C2 (de) | 1983-08-30 | 1983-08-30 | Leichtmetall-Zylinderkopf für Hubkolben-Brennkraftmaschinen |
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DE3331145A DE3331145C2 (de) | 1983-08-30 | 1983-08-30 | Leichtmetall-Zylinderkopf für Hubkolben-Brennkraftmaschinen |
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Family Applications (1)
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- 1984-08-17 JP JP59172333A patent/JPS6062612A/ja active Pending
- 1984-08-29 US US06/645,477 patent/US4543925A/en not_active Expired - Fee Related
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: AUDI AG, 8070 INGOLSTADT, DE |
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D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |