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Zylinderkopf für Brennkraftmaschinen mit Einlass-und Auspuffventilen.
Die Erfindung betrifft einen Zylinderkopf für Brennkraftmaschinen mit Einlass-und Auspuffventilen und besteht darin, dass das eine Ventil, u. zw. zweckmässig das Einlassventil, in dem unter spitzem Winkel zur Zylinderachse geneigten Zylinderboden, das andere Ventil in der den Verdichtungsraum begrenzenden zylindrischen Fortsetzung der Zylinderwandung angebracht ist. Infolgedessen besitzt der Verdichtungsraum die Gestalt eines die Verlängerung der Zylinderbohrung bildenden Zylinderabschnittes mit einem unter spitzem Winkel zur geometrischen Achse des Zylinders stehenden ebenen Boden, wobei das eine, zweckmässig das Auspuffventil, in der Mantelfläche, das andere Ventil aber im Boden liegt.
Der ebene Zylinderboden verbindet die im grössten Abstand vom inneren Hubende befindliche Stelle des in der Mantelfläche liegenden Ventilsitzes mit der diametral gegenüberliegenden Stelle des inneren Hubende. Dabei ist der Zylinderkopf zweckmässig in der Ebene des Zylinderbodens unterteilt.
Auf der Zeichnung sind drei Varianten eines Ausführungsbeispieles des erfindungsgemässen Zylinderkopfes dargestellt.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt einer Brennkraftmaschine mit dem neuen Zylinderkopf mit von einer unten liegenden gemeinschaftlichen Steuerwelle gesteuerten Einlass-und Auspuffventilen. Fig. 2 ist eine Abänderung der Steuerung mit oben liegender gemeinschaftlicher Steuerwelle für die Einlass-und Auspuffventile. In Fig. 3 ist eine Steuerung mit getrennten oberen Steuerwellen für die Einlass-und Auspuffventile veranschaulicht.
1 ist die Kurbelwelle der Maschine, 2 der Kolben und 3 der Zylinder. Der Verdichtungsraum besitzt die Gestalt eines die Verlängerung der Bohrung des Zylinders 3 bildenden Zylinderabschnittes, dessen Durchmesser also demjenigen der Zylinderbohrung gleich ist und der nach einer schiefen Ebene x geschnitten ist, die unter einem spitzen Winkel zur geometrischen Achse y-y des Zylinders 3 steht. Der genannte Winkel ist kleiner als 45 , jedoch grösser,
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dass die Innenseite des Zylinderdeckels, also der Zylinderboden, eben ist, damit sowohl der Deckel als der Zylinder leicht bearbeitet werden können. Bei mehrzylindrigen Maschinen wählt man eine Teilungsebene parallel zur Kurbelwelle, so dass sämtliche Zylinderköpfe eine gemeinschaftliche Teilungsebene aufweisen.
Von den Ventilen ist das eine, u. zw. vorteilhaft das Einlassventil 4, im Deckel 5 derart angeordnet, dass der Sitz 6 des Ventils in der Ebene des Zylinderbodens liegt. Selbstverständlich muss der Ventilsitz nicht unbedingt genau in die Ebene des Zylinderbodens fallen, so z. B. liegt gemäss Fig. 1 bloss die der Seitenwand des Zylinders 3 zunächst liegende Stelle des Sitzes 6 des Ventils 4 genau in der Ebene des Zylinderbodens, während sich der Ventilsitz gegen die Mitte des Zylinders ein wenig aus der Ebene des Zylinderbodens abhebt. Das andere Ventil 7, u. zw. zweckmässig das Auspuffventil, liegt in der Mantelfläche des Zylinderkopfes, die die Verlängerung der Zylinderbohrung bildet.
Der Zylinderboden erstreckt sich demnach von der sich im grössten Abstand vom inneren Hubende des Zylinders befindlichen Stelle des Ventils 7 bis zu einem dieser Stelle diametral gegenüberliegenden Punkt des inneren Endes des Zylinders. Die Zündkerze. 9 befindet sich im Zylinderdeckel zwischen den beiden Ventilen.
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so dass sie in der. Nähe des Endpunktes der grossen Achse des ellyptischen Zylinderbodens liegt.
Bei Anwendung zweier Kerzen liegt je eine zu beiden Seiten der grossen Achse des ellyptischen Zylinderbodens, d. h. der Verbindungslinie der Mittelpunkte der beiden Ventile, zwischen diesen letzteren.
Die erfindungsgemässe Gestaltung'des Zylinderkopfes ermöglicht die Verwendung von Ventilen, insbesondere Einlassventilen, bedeutend, grösseren Durchmessers in bezug auf den Zylinderquerschnitt, als bei den bekannten Anordnungen. Daraus ergibt sich eine ganze Reihe von Vorteilen, z. B. eine Steigerung des volumetrischen Wirkungsgrades ; ferner ergibt sich bei kleinen und mittleren Umlaufzamen'ein grösseres mittleres Drehmoment, weil die Nachschliessung des Einlassventils geringer ist.
Die Umlaufzahl und das Übersetzungsverhältnis können unter gleichen Bedingungen gegenüber den bisherigen Ausführungen um etwa 20-25'/o gesteigert werden., Der zur *Ebene des Aúspùffventils unter einem spitzen Winkel stehende Zylinderboden lenkt die Verbrennungsgase gegen das Auspufiventil', wodurch der Auspuff mit geringeren Reibungsverlusten erfolgt. Die Gestalt des Verdichtungsraumes ergibt trotz der oberen Ventilanordnung während des Saug-und Verdichtungshubes-eine gute Turbulenz.
Dadurch, dass der überwiegende Teil der Oberfläche des Verdichtungsraumes von dem Kolbenboden und den Ventilen gebildet wird, bietet der Verdichtungsraum den Gasen eine geringere Kühlfläche. Trotz der die Turbulenz fördernden Gestalt des Zylinderkopfes, liegt die Zündkerze von jedem Punkte des Verdichtungsraumes in geringem Abstande. Der Verdichtungsraum lässt sich durch einen am Boden des Kolbens angebrachten und einen grösseren oder geringeren Teil des Verdichtungsraumes ausfüllenden Ansatz 10 praktisch unbegrenzt verringern, wobei ausserdem noch die Turbulenz gesteigert Wird. Dadurch, dass der Verdichtungsraum die Verlängerung der Zylinderbohrung bildet, kann ersterer zugleich mit dem Zylinder spiegelglatt poliert werden.
Den grössten Teil des ebenen Zylinderbodens nimmt das Ventil ein, und es kann dieser Teil ebenfalls ohne umständliche Bearbeitung poliert werden. Die spiegelglatte Oberfläche des Verdichtungsraumes ist aber vom Gesichtspunkte der Wärmeverluste sehr günstig. Die Ventilanordnung ergibt dabei grosse Wasserräume, die auch die Kerze vollständig umgeben, ohne dass sich in den Wänden der Wasserräume Materialstauungen
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Die Steuerung der Ventile ist leicht ausführbar.
Gemäss Fig. 1 wird von der unteren Steuerwelle 11 das Auspuffventil 7 durch Vermittelung des Stössels 22 und des um die Welle 12 schwingenden Winkelhebels 23, das Einlassventil 4 aber durch Vermittlung des längeren Stössels 13 und des Hebels 15 gesteuert, der an der am Zylinderdeckel 5 gelagerten Welle 14 angebracht ist.
Die Anordnung gemäss Fig. 2 gleicht im Wesen der in Fig. 1 dargestellten, mit dem Unterschied, dass der Sitz des Einlassventils genau in die Ebene des Zylinderbodens, d. h. in die Teilungsebene x-w, fällt. Die Steuerung sämtlicher Ventile erfolgt von einer am Zylinder gelagerten Steuerwelle 16, die mittels des Hebels 17 das Auspuffventil, 7 unmittelbar und mittels des am Zylinderdeckel um 18 schwingbar gelagerten Hebels 19 das Einlassventil 4 durch Vermittlung der Stange 20 steuert.
Gemäss Fig. 3 sind getrennte Steuerwellen 16 und 21 für das Auspuffventil 7 und das Einlassventil 4 vorgesehen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Zylinderkopf für Brennkraftmaschinen mit Einlass-und Auspuffventilen, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Ventil in dem unter spitzem Winkel zur Zylinderachse geneigten Zylinderboden, das andere Ventil in der den Verdichtungsraum begrenzenden zylindrischen Fortsetzung der Zylinderwandung angebracht ist.