DE4207403A1 - Cylinder head seal for internal combustion engine - contains sealing support as temp. sensitive element between combustion chamber openings - Google Patents
Cylinder head seal for internal combustion engine - contains sealing support as temp. sensitive element between combustion chamber openingsInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Zylinderkopfdichtung für Verbrennungskraftmaschinen mit mindestens zwei in Reihe nebeneinander angeordneten Brennraumöffnungen und auf der Dichtung in kritischen Bereichen aufliegenden Auflagen oder Metallplättchen als die Dichtpressung erhöhende Maßnahmen.The invention relates to a cylinder head gasket for Internal combustion engines with at least two in Row of combustion chamber openings arranged side by side and on the seal in critical areas overlay pads or metal plates than that Measures increasing sealing pressure.
Bei Zylinderkopfdichtungen für Verbrennungskraftmaschinen mit in Reihe nebeneinander angeordneten Brennraumöffnungen ist es bekannt, die am meisten beanspruchten Dichtungsbereiche, wie vor allem den Stegbereich zwischen zwei benachbarten Brennraumöffnungen, durch ein- oder beidseitige Auflagen aus polymerem Material oder aufliegenden Metallplättchen zu verstärken, so daß in diesen Bereichen die Dichtpressung und damit die Abdichtwirkung erhöht wird. Entsprechend sind die auf den verstärkten Bereichen der Zylinderkopfdichtung aufliegenden Teile des Motorblockes oder des Zylinderkopfes hohen Belastungen ausgesetzt, und vor allem neigt der hochbelastete Stegbereich des Motorblockes zwischen den zwei Verbrennungszylindern zu Überhitzungen.For cylinder head gaskets for Internal combustion engines with in a row next to each other arranged combustion chamber openings, it is known that on most stressed sealing areas, especially the web area between two neighboring ones Combustion chamber openings, through one or both sides Pads made of polymeric material or overlay Reinforcing metal plates so that in these Areas the sealing pressure and thus the Sealing effect is increased. Accordingly, they are on the reinforced areas of the cylinder head gasket overlying parts of the engine block or Cylinder head exposed to high loads, and before everything tends to the highly loaded web area of the Engine block between the two combustion cylinders to overheating.
Gleichzeitig ist es auch bekannt, zur Kontrolle des Verbrennungsablaufes in den Zylindern einer Verbrennungskraftmaschine und damit zur Erfassung von durch Klopfen erzeugten Unregelmäßigkeiten im Verbrennungsablauf während des motorischen Betriebes die Temperatur mit temperaturempfindlichen Elementen laufend zu messen und elektronisch zur Steuerung des Verbrennungsablaufes auszuwerten.At the same time it is also known to control the Combustion process in the cylinders of one Internal combustion engine and thus for the detection of irregularities produced by knocking in the Combustion process during engine operation the temperature with temperature sensitive elements to measure continuously and electronically to control the Evaluate the combustion process.
Nach beispielsweise der DE-OS 29 32 386 sind dann die temperaturempfindlichen Elemente in Bohrungen in der Zylinderwand des Verbrennungszylinders angeordnet, und nach der DE-PS 30 06 603 werden Thermoelemente direkt unter den Metalleinfassungen der Zylinderkopfdichtungen am Brennraumrand angeordnet, so daß individuell für jeden Zylinder einzeln Unregelmäßigkeiten im Verbrennungsablauf erfaßt und ausgeglichen werden können.According to DE-OS 29 32 386, for example temperature sensitive elements in holes in the Cylinder wall of the combustion cylinder arranged, and According to DE-PS 30 06 603 thermocouples are direct among the metal bezels of the Cylinder head gaskets arranged on the edge of the combustion chamber, see above that individually for each cylinder individually Irregularities in the combustion process are recorded and can be compensated.
Bei derartigen Anordnungen aber müssen temperaturempfindliche Elemente nahezu ungeschützt am Verbrennungszylinder angeordnet sein, so daß sie hohen Temperatureinwirkungen ausgesetzt sind und relativ schnell abgenutzt werden. Gleichzeitig ist mit derartigen Anordnungen der temperaturempfindlichen Elemente am Brennraumrand die Messung und Kontrolle nur des Verbrennungsablaufes, nicht aber von Motorüberhitzungen, möglich.With such arrangements, however, must temperature sensitive elements almost unprotected on Combustion cylinders can be arranged so that they are high Exposed to temperature and relative be worn out quickly. At the same time with such arrangements of temperature sensitive Elements at the edge of the combustion chamber for measurement and control only of the combustion process, but not of Engine overheating possible.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Zylinderkopfdichtung gemäß Oberbegriff des Hauptpatentanspruches mit darauf angeordneten temperaturempfindlichen Elementen zu schaffen, mit der möglichst genau die Motortemperatur insbesondere an kritisch belasteten Stellen gemessen werden kann. Über die gemessenen Temperaturwerte soll die Kühlmittelzufuhr und damit die Kühlung des Motors insbesondere an kritischen Stellen auf eine möglichst konstante Temperatur eingestellt werden können. Die Zylinderkopfdichtung soll möglichst einfach und kostensparend mit den temperaturempfindlichen Elementen ausrüstbar sein, ohne daß das Funktionsverhalten der Dichtung wesentlich beeinträchtigt wird.The present invention is therefore the object based on a cylinder head gasket according to the preamble of the main patent claim with arranged on it to create temperature sensitive elements with which the engine temperature in particular as closely as possible critical areas can be measured. over the measured temperature values should be the Coolant supply and thus the cooling of the engine especially at critical points constant temperature can be set. The Cylinder head gasket should be as simple and easy as possible cost-saving with the temperature-sensitive Elements can be equipped without that Functional behavior of the seal essential is affected.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Zylinderkopfdichtung gemäß Oberbegriff des Hauptpatentanspruches gelöst, bei der mindestens eine der Auflagen als temperaturempfindliches Element ausgebildet und bei der das temperaturempfindliche Element mit nach außen führenden elektrischen Zuleitungen und Ableitungen versehen ist.According to the invention, this object is achieved by a Cylinder head gasket according to the preamble of Main patent claim solved, in which at least one of the requirements as a temperature-sensitive element trained and in which the temperature sensitive Element with external electrical Inlets and outlets are provided.
Bevorzugt ist dazu als die Dichtpressung erhöhende Auflage auf der Zylinderkopfdichtung mindestens eines der Stegplättchen im Zylinderkopfdichtungsstegbereich zwischen den Brennraumöffnungen als temperaturempfindliches Element ausgebildet. For this purpose, preference is given to increasing the sealing pressure Support on the cylinder head gasket at least one the web plate in the cylinder head gasket web area between the combustion chamber openings as temperature-sensitive element.
Das temperaturempfindliche Element kann ein Thermoelement sein, indem es aus zwei oder mehreren elektrisch zueinander isolierten und an einer Berührungsstelle miteinander verbundenen Metallplättchen aus unterschiedlichen, das Thermoelement bildenden Elementen besteht. Ebenso kann die als temperaturempfindliches Element ausgebildete Auflage ein elektrisches Widerstandsthermometer sein, indem sie aus einem Metall besteht, dessen elektrischer Widerstand sich abhängig von der Temperatur ändert.The temperature sensitive element can be a Be a thermocouple made up of two or more electrically isolated from each other and at one Contact point connected to each other Metal plates from different, that There are thermocouple-forming elements. Likewise can the trained as a temperature sensitive element Be an electrical resistance thermometer, by being made of a metal whose electrical resistance depends on the Temperature changes.
Im Sinne der Erfindung kann dabei auch die als temperaturempfindliches Element dienende Auflage beziehungsweise das Plättchen in zwei mit Abstand zueinander angeordnete Hälften unterteilt sein, so daß in den Zwischenraum das eigentliche temperaturempfindliche Element, vor äußeren schädlichen Einflüssen geschützt, eingelegt ist. Die temperaturempfindlichen Elemente sind zusätzlich nach außen elektrisch isoliert. Dies kann durch Einhüllen in elektrisch isolierende Folien oder durch Einbetten in Gußharzmassen geschehen. Die von den temperaturempfindlichen Elementen ausgehenden Anschlüsse bestehen bevorzugt aus elektrisch isolierten Drähten oder aus im Siebdruckverfahren aufgetragenen Leiterbahnen aus elektrisch leitendem Material.In the sense of the invention, the as temperature-sensitive element serving pad or the tile in two at a distance mutually arranged halves can be divided so that the real thing in the space temperature sensitive element, in front of external protected against harmful influences, is inserted. The temperature sensitive elements are additionally after electrically insulated on the outside. This can be done by wrapping in electrically insulating films or by embedding done in cast resin. The one from the outgoing temperature sensitive elements Connections preferably consist of electrical insulated wires or screen printing applied conductor tracks made of electrically conductive Material.
Durch die Erfindung ist es jetzt möglich, mit einfachen und wirtschaftlich zu realisierenden Maßnahmen die Motortemperatur während des motorischen Betriebes zu messen und entsprechend den Meßergebnissen in insbesondere kritisch belasteten Bereichen die Kühlmittelzufuhr zur Kühlung zu steuern. Vor allem in der Warmlaufphase bietet sich dadurch ein Vorteil, wenn die Kühlmittelzufuhr bis zum Erreichen einer kritischen Temperatur an den heißesten Motorbereichen unterbrochen ist. Der Motor ist vor Überhitzungen und dadurch vor Zerstörungen geschützt.With the invention it is now possible to simple and economical to implement Measures the engine temperature during the engine Measure and according to the Measurement results in particularly critical loads Areas the coolant supply for cooling to control. Especially in the warm-up phase therefore an advantage if the coolant supply up to Reach a critical temperature on the hottest Motor areas is interrupted. The engine is in front Overheating and thus protected against destruction.
Dadurch daß die temperaturempfindlichen Elemente bevorzugt aus den ohnehin auf der Dichtung vorgesehenen Auflagen bestehen, werden keine neuen Bauteile auf der Zylinderkopfdichtung eingesetzt, und das Funktionsverhalten der Dichtung wird durch die erfindungsgemäße Gestaltung allenfalls wenig beeinträchtigt. Gleichzeitig ist die Dichtung selbst einfach und wirtschaftlich herstellbar.Because the temperature sensitive elements preferred from the anyway on the seal provided there are no new requirements Components used on the cylinder head gasket, and the functional behavior of the seal is determined by the At most little design according to the invention impaired. At the same time, the seal is itself easy and economical to manufacture.
Über die elektrischen Zuleitungen können die Meßergebnisse von der Meßstelle direkt zur gegebenenfalls elektronischen Auswerteinrichtung geleitet werden, und von dort kann zur Temperaturregelung des Motors der Kühlmittelstrom gesteuert werden.Via the electrical leads, the Measurement results from the measuring point directly to if necessary, electronic evaluation device can be directed and from there to Temperature control of the engine's coolant flow to be controlled.
Im allgemeinen, vor allem bei kleineren Zylinderkopfdichtungen, genügt es, wenn nur ein temperaturempfindliches Element vor allem in einem der Stegbereiche der Dichtung eingesetzt wird.In general, especially with smaller ones Cylinder head gaskets, it suffices if only one temperature sensitive element especially in one of the Bridge areas of the seal is used.
Im Sinne der Erfindung können jedoch mehrere temperaturempfindliche Elemente auf einer Zylinderkopfdichtung angeordnet sein, so daß je nach Anwendungsfall auch auf mehreren oder allen Stegbereichen der Dichtung oder an anderen kritischen Stellen der Dichtung temperaturempfindliche Elemente angeordnet sind. Falls erforderlich, kann dann auch individuell der Kühlmittelstrom direkt zur vermessenden kritischen Stelle gelenkt werden.For the purposes of the invention, however, several temperature sensitive elements on one Cylinder head gasket may be arranged so that depending on Use case on several or all Bridge areas of the seal or other critical Place the seal temperature sensitive elements are arranged. If necessary, then also individually the coolant flow directly to the surveying critical point.
Die Erfindung wird durch die fünf Abbildungen näher erläutert. Es zeigen:The invention is illustrated by the five figures explained. Show it:
Fig. 1 die Aufsicht auf eine erfindungsgemäß ausgerüstete Zylinderkopfdichtung; Figure 1 is a plan view of an inventive cylinder head gasket.
Fig. 2 ein verwendetes Thermoelement in Aufsicht; Figure 2 is a thermocouple used in supervision.
Fig. 3 das Thermoelement der Fig. 2 im Querschnitt; Fig. 3 shows the thermocouple of Figure 2 in cross section.
Fig. 4 ein weiteres verwendetes Thermoelement in Aufsicht; Figure 4 shows another thermocouple used in supervision.
Fig. 5 ein verwendetes elektrisches Widerstandsthermometer in Aufsicht. Fig. 5 is a used electrical resistance thermometer in supervision.
In Fig. 1 ist (1) die Zylinderkopfdichtung mit vier in Reihe nebeneinanderliegenden benachbarten Brennraumöffnungen (2) sowie den weiteren Öffnungen (3) für die Befestigungsschrauben, das Kühlmittel und das Schmiermittel. In den Stegbereichen (4) der Dichtung (1) zwischen den Brennraumöffnungen (2) sind Stegplättchen (5) zur Dichtpressungserhöhung angeordnet. Diese Stegplättchen sind zugleich als temperaturempfindliche Elemente (5) ausgebildet und besitzen Anschlußstellen mit elektrischen Zuleitungen (6) und Ableitungen (7).In Fig. 1 is ( 1 ) the cylinder head gasket with four adjacent adjacent combustion chamber openings ( 2 ) and the other openings ( 3 ) for the fastening screws, the coolant and the lubricant. In the web areas ( 4 ) of the seal ( 1 ) between the combustion chamber openings ( 2 ), web plates ( 5 ) are arranged to increase the sealing pressure. These web plates are also designed as temperature-sensitive elements ( 5 ) and have connection points with electrical leads ( 6 ) and leads ( 7 ).
In den Fig. 2 und 3 ist das Stegplättchen (5) als Thermoelement ausgebildet. Es besteht gemäß Querschnittsbild der Fig. 3 aus den beiden aufeinanderliegenden Metallplättchen (8, 9) aus unterschiedlich das Thermoelement bildenden Metallen, die durch Löten an der Verbindungsstelle (10) miteinander verbunden sind. Die Metallplättchen sind durch zwischenliegende und beidseitig aufliegende, elektrisch isolierende Folien (11) gegeneinander und nach außen elektrisch isoliert. Die obere Metallplatte (8) ist mit der Zuleitung (6) und die untere Metallplatte (9) mit der Ableitung (7) verbunden, so daß über das entstandene elektrische Potential die Temperatur elektrisch ermittelt und ausgewertet werden kann.In FIGS. 2 and 3 the web plate (5) is constructed as a thermocouple. According to the cross-sectional image of FIG. 3, it consists of the two metal platelets ( 8 , 9 ) lying one on top of the other, from different metals forming the thermocouple, which are connected to one another by soldering at the connection point ( 10 ). The metal platelets are electrically insulated from one another and from the outside by interposed and electrically insulating foils ( 11 ) which are located on both sides. The upper metal plate ( 8 ) is connected to the feed line ( 6 ) and the lower metal plate ( 9 ) to the discharge line ( 7 ), so that the temperature can be electrically determined and evaluated via the electrical potential that has arisen.
Im Aufsichtsbild der Fig. 4 ist das Stegplättchen (5) in zwei mit Abstand zueinander liegende Stegplättchenhälften (5a, 5b) unterteilt, und in dem Spalt zwischen den beiden Stegplättchenhälften (5a, 5b) ist ein handelsübliches Thermoelement (12) mit den elektrischen Zuleitungen (6′) und Ableitungen (7′) angeordnet. Auf diese Weise ist das Thermoelement (12) vor mechanischen Überlastungen geschützt, während nur die Stegplättchenhälften (5a, 5b) die die Dichtpressung erhöhende Maßnahme bilden.In the supervisory image of Fig. 4, the nosepiece pad (5) in two spaced apart opposite nosepiece pad halves (5 a, 5 b) is divided, and in the gap between the two web plates halves (5 a, 5 b) is a commercially available thermocouple (12) arranged with the electrical leads ( 6 ') and leads ( 7 '). In this way, the thermocouple ( 12 ) is protected against mechanical overloads, while only the web plate halves ( 5 a, 5 b) form the measure increasing the sealing pressure.
In Fig. 5 ist das temperaturempfindliche Element (13) ein elektrisches Widerstandsthermometer und besteht aus einem U-förmig verlaufenden Metalldraht (13) mit temperaturabhängig sich änderndem Widerstand. Die Enden des Metalldrahtes (13) sind mit der elektrischen Zuleitung (6′′) und der elektrischen Ableitung (7′′) verbunden und sind in den Zwischenräumen zwischen den beiden Stegplättchenhälften (5a′, 5b′), ähnlich wie das Thermoelement (12) der Fig. 4, angeordnet.In Fig. 5, the temperature-sensitive element ( 13 ) is an electrical resistance thermometer and consists of a U-shaped metal wire ( 13 ) with temperature-changing resistance. The ends of the metal wire ( 13 ) are connected to the electrical feed line ( 6 '') and the electrical discharge line ( 7 '') and are in the spaces between the two web plate halves ( 5 a ', 5 b'), similar to the thermocouple ( 12 ) of Fig. 4 arranged.
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8131 | Rejection |