DE4308733A1 - Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine - Google Patents
Zylinderkopf für eine BrennkraftmaschineInfo
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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
-
- 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
- F01L3/06—Valve members or valve-seats with means for guiding or deflecting the medium controlled thereby, e.g. producing a rotary motion of the drawn-in cylinder charge
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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Description
Die Erfindung betrifft einen Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschi
ne, insbesondere in Kraftfahrzeugen, gemäß dem Oberbegriff des Pa
tentanspruches 1.
Zur Reduzierung schädlicher Abgasemissionen von Brennkraftmaschinen,
insbesondere in Kraftfahrzeugen, im Kaltfahrbereich ist es bekannt,
die Ansaugluft und/oder den Brennstoff zu beheizen, um möglichst
schnell eine gute Gemischaufbereitung und Verbrennung sicherzustellen.
So zeigt beispielsweise die DE 40 24 841 A1 eine Lösung, bei der das
Einlaßventil im Einlaßkanal des Zylinderkopfes elektrisch beheizt
wird und der Brennstoffstrahl der Einspritzdüse das Einlaßventil un
mittelbar beaufschlagt. Diese Lösung ist aber technisch aufwendig und
kostenintensiv.
Aufgabe der Erfindung ist es, den gattungsgemäßen Zylinderkopf derart
auszubilden, daß nahezu ohne Mehraufwand eine schnell einsetzende Er
wärmung des Einlaßkanales im Ventilbereich und damit verbunden eine
schnelle Brennstoff-Luftgemisch Homogenisierung einsetzt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen
des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Er
findung sind den weiteren Patentansprüchen entnehmbar.
Erfindungsgemäß werden der Ventilsitzring und ggf. ein Kanalabschnitt
des Einlaßkanales bis zumindest zur Übergangsstelle Ventilkopf zu
Ventilschaft weitgehendst gegenüber dem angrenzenden Zylinderkopfma
terial wärmeisoliert ausgebildet. Dies hat zur Folge, daß sich über
die Brennraumtemperatur extrem schnell eine Erwärmung sowohl des Ven
tilkopfes als auch des mit diesem zusammenwirkenden Ventilsitzringes
einstellt, weil die von den Brenngasen abgegebene Wärmeenergie nicht
in den kalten Zylinderkopf und dessen Kühlmedium abfließen kann. Da
raus resultiert in kürzester Zeit die Erwärmung sowohl des Ventil
kopfes als auch der Kanalwand im Ventilbereich, wobei die Kanalwand
alternativ durch den Ventilsitzring und/ggf. einem isolierten Ab
schnitt des Einlaßkanales gebildet sein kann. Insbesondere wenn der
Brennstoffstrahl der Einspritzdüse in diesen Ventilbereich gerichtet
ist, wird unmittelbar nach dem Kaltstart der Brennkraftmaschine be
reits eine hervorragende Gemischaufbereitung erzielt.
Die Wärmeisolierung kann bevorzugt durch Luftspalte gebildet sein. Es
wäre jedoch auch die Zwischenschaltung eines wärmeisolierenden, tem
peraturresistenten Dämmaterials möglich, wodurch jedoch der Ferti
gungs- und Materialaufwand entsprechend vergrößert wird.
Der Ventilsitzring kann gemäß den Ansprüchen 5 und 6 ausgeführt sein,
wobei sich durch die umfangsseitige Abstützung im Brennraumbereich
und die axiale Abstützung im Kanal- bzw. Ventilschaftbereich eine der
erforderlichen Festigkeit Rechnung tragende Konstruktion ergibt, die
im übrigen durch die Luftummantelung über den gesamten übrigen Ven
tilsitzbereich eine hervorragende Wärmeisolierung darstellt.
Ferner kann der an den Ventilsitzring sich anschließende Kanalab
schnitt durch eine umlaufende, ringförmige Ausnehmung rohrförmig
ausgeführt sein, so daß sich ebenfalls eine isolierende Luftummante
lung ergibt. Die Ausnehmung kann bevorzugt beim Gießen des Zylinder
kopfes durch entsprechende Kern- oder Formwerkzeug-Gestaltung von der
Brennraumseite her mit eingeformt werden.
So ergibt sich praktisch ohne Mehraufwand ein den Ventilsitzring mit
umfassender Kanalbereich, der von dem übrigen Zylinderkopfmaterial
und dessen Kühlmedium wirksam wärmeisoliert ist.
Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden mit weiteren Ein
zelheiten näher erläutert. Die schematische Zeichnung zeigt einen
Schnitt entlang der Achse eines Einlaßventiles durch einen Einlaßka
nal eines Zylinderkopfes einer Hubkolben-Brennkraftmaschine.
Der nur abschnittsweise dargestellte Zylinderkopf 10 einer Hubkolben-
Brennkraftmaschine weist einen ebenfalls nur teilweise dargestellten
Einlaßkanal 12 auf, dessen Gasdurchsatz durch ein Einlaß-Hubventil 14
gesteuert ist. Soweit nicht dargestellt kann der Zylinderkopf her
kömmlicher Bauart sein.
Das Hubventil 14 setzt sich in bekannter Weise aus einem Ventilschaft
16 und einem Ventilkopf 18 mit einem Ventilteller 20 zusammen. Der
der Brennraumseite 22 des Zylinderkopfes unmittelbar benachbarte Ven
tilteller 20 wirkt mit seiner kegelförmigen Dichtfläche 24 mit einer
korrespondierenden Dichtfläche 26 des in den Einlaßkanal 12 einge
setzten Ventilsitzringes 28 zusammen.
Der Ventilsitzring 28 weist einen hülsenförmigen Abschnitt 30 und
einen radial verlaufenden Flanschabschnitt 32 auf und ist in einer
ersten Bohrung 34 größeren Durchmessers und in einer zweiten Bohrung
36 geringeren Durchmessers an seinen Enden 38, 40 im Zylinderkopf 10
durch Einschrumpfen befestigt.
Dabei stützt sich der Flanschabschnitt 32 umfangsseitig in der Boh
rung 34 ab, während das Ende 38 des hülsenförmigen Abschnittes 30
zusätzlich in der stufenförmigen Bohrung 36 axial abgestützt ist,
wodurch über den Ventilsitzring 28 problemlos die Ventil-Aufschlag
kräfte in den Zylinderkopf 10 einleitbar sind.
Zwischen dem hülsenförmigen Abschnitt 30 und der Bohrung 34 ist ein
wärmeisolierender, ringförmiger Luftspalt 42 gebildet. Dieser Luft
spalt 42 setzt sich durch eine ringförmige Ausnehmung 44 in Richtung
vom Ventilkopf 18 zum Ventilschaft 16 fort, so daß der an den Ventil
sitzring 28 anschließende Kanalabschnitt 12a rohrförmig ausgebildet
und ebenfalls wärmeisoliert gegenüber den angrenzenden Zylinderkopf
bereichen ist.
Die Wärmeisolierung von Ventilsitzring 28 und Kanalabschnitt 12a
durch den Luftspalt 42 erstreckt sich von der Brennraumseite 22 über
den Ventilkopf 18 hinaus über eine durch den gekrümmten Kanalverlauf
des Einlaßkanales 12 begrenzte Länge, die teilweise noch den Ventil
schaft 16 überdeckt.
Um die Aufheizung des Ventilsitzringes 28, des Ventilteller 20 mit
Ventilkopf 18 und des Kanalabschnittes 12a durch die Brenngase im
Brennraum der Brennkraftmaschine noch weiter zu verbessern, überragt
der Flanschabschnitt 32 des Ventilsitzes 28 radial in wesentlichem
Umfang den Ventilteller 20, so daß dieser in einem ringförmigen Be
reich direkt den Brenngasen ausgesetzt ist. Selbstverständlich kann
dieser Bereich dort zurückgenommen sein, wo angrenzende Bauteile (z. B.
das benachbarte Auslaßventil) dies erfordern.
Die ringförmige Ausnehmung 44 kann beim Gießen des Zylinderkopfes z. B.
aus Leichtmetall unmittelbar durch entsprechende Gestaltung der
Gießwerkzeuge mit eingeformt werden.
Ggf. könnte der wärmeisolierende Luftspalt 42 über ein steuerbares
Ventil an eine Kühleinrichtung, z. B. ein Gebläse, angeschlossen
sein, um bei heißer Brennkraftmaschine oder bei hoher Leistungsabgabe
der Brennkraftmaschine eine Kühlung der wärmeisolierten Bauteile
sicherzustellen.
Claims (8)
1. Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine, insbesondere in Kraft
fahrzeugen, mit zumindest einem Einlaßkanal für den Gaswechsel,
der durch ein Einlaßventil gesteuert ist, wobei das Ventil mit
einem brennraumseitig in den Einlaßkanal eingesetzten Ventilsitz
ring zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitzring
(28) wärmeisoliert ausgebildet ist.
2. Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein an
den Ventilsitzring (28) anschließender Kanalabschnitt (12a) des
Einlaßkanales (12) ebenfalls wärmeisoliert ist.
3. Zylinderkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Wärmeisolierung zumindest bis zur Übergangsstelle Ventilkopf
(18) zu Ventilschaft (16) durchgeführt ist.
4. Zylinderkopf nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Wärmeisolierung durch zwischen dem Zylinderkopfmaterial
und dem Ventilsitzring (28) und ggf. dem Kanalabschnitt (12a)
vorgesehene, ringförmige Luftspalte (42) gebildet ist.
5. Zylinderkopf nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet,
daß der Ventilsitzring (28) mit einem hülsenförmigen Abschnitt
(30) und einem brennraumseitigen Flanschabschnitt (32) gebildet
ist und daß nur der Flanschabschnitt (32) und das entgegengesetzt
liegende Ende (38) des hülsenförmigen Abschnittes (30) in Bohrun
gen (34, 36) des Zylinderkopfes (10) abgestützt sind, während die
dazwischen liegenden Bereiche dazu beabstandet sind.
6. Zylinderkopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der
Flanschabschnitt (32) nur umfangsseitig in der Bohrung (34) abge
stützt ist und sich zumindest teilweise wesentlich über den Ven
tilteller (20) radial hinaus dem Brennraum zugewandt ist.
7. Zylinderkopf nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-6, dadurch
gekennzeichnet, daß der an den Ventilsitzring (28) sich anschlie
ßende Kanalabschnitt (12a) durch eine ringförmige Ausnehmung (44)
rohrförmig ausgeführt ist.
8. Zylinderkopf nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die
ringförmige Ausnehmung (44) beim Gießen des Zylinderkopfes (10)
von der Brennraumseite her eingeformt wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4308733A DE4308733A1 (de) | 1993-03-19 | 1993-03-19 | Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4308733A DE4308733A1 (de) | 1993-03-19 | 1993-03-19 | Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4308733A1 true DE4308733A1 (de) | 1994-09-22 |
Family
ID=6483182
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4308733A Withdrawn DE4308733A1 (de) | 1993-03-19 | 1993-03-19 | Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4308733A1 (de) |
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1993
- 1993-03-19 DE DE4308733A patent/DE4308733A1/de not_active Withdrawn
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Legal Events
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