CH291317A - Cylinder head on diesel engines, especially those for motor vehicles. - Google Patents

Cylinder head on diesel engines, especially those for motor vehicles.

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CH291317A
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Karl Dr Maybach
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Karl Dr Maybach
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    • F01L1/265Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of two or more valves operated simultaneously by same transmitting-gear; peculiar to machines or engines with more than two lift-valves per cylinder peculiar to machines or engines with three or more intake valves per cylinder
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    • F02F2001/244Arrangement of valve stems in cylinder heads
    • F02F2001/247Arrangement of valve stems in cylinder heads the valve stems being orientated in parallel with the cylinder axis

Description

  

  Zylinderkopf an Dieselmotoren, insbesondere solchen für Kraftfahrzeuge.    Die Erfindung betrifft einen an     Diesel-          mnotoren    vorgesehenen Zylinderkopf mit hän  genden Ventilen und einer Brennkammer,  insbesondere für schnellaufende Dieselmoto  ren für Kraftfahrzeuge bestimmt.  



  Bei derartig ausgebildeten Zylinderköpfen  sind Brennkammern in verschiedensten     For-          nmen    bekannt. Bei der erwünschten zentralen  oder nahezu zentralen Lage der     Brenn-          kammer    zur Zylinderbohrung war es bisher  nicht möglich, weder einen zur Erreichung  des besten Wirkungsgrades genügend grossen  Teil des Luftvolumens am lEnde der Ver  dichtung in der Brennkammer unterzubrin  gen, noch der     Brennkammer    eine genügend  breite, für die     Zerstäubung    des     Brennstoffes          besonders    vorteilhafte Form zu geben, oder  zu erreichen,

   dass mur ein ganz geringer Teil  des Verdichtungsvolumens ausserhalb der       Brennkammer    liegt, und zwar dies deswegen  nicht, weil der zwischen dem Boden des Ar  beitskolbens und dem Zylinderkopf     erforder-          lielhe    Sicherheitsabstand nicht unter ein ge  wisses Mass herabgesetzt werden kann; auch  war es unmöglich, der Brennkammer kugelige  oder nahezu kugelige Form zu geben.  



  Günstigere Verhältnisse sind dagegen bei  Einbau einer     Brennkammer    im Arbeitskolben  möglich, weil dabei in der Brennkammer ein  verhältnismässig grosses Luftvolumen unter  gebracht und der Arbeitskolben bis auf ge  ringsten Abstand an den Zylinderkopf heran  geführt werden kann, sowie zentrale Anord-         nung    der Brennkammer möglich ist, um  gleichmässige Erwärmung des Kolbens, zwecks  Vermeidung des     Verziehens    des     Kolbenman-          tels,    und gleichmässige     vurcliwirbehing    der  Verbrennungsluft zu ermöglichen.

   Diesen  Vorteilen der Anordnung der     Brennkammer     im Arbeitskolben stehen jedoch grundsätz  liche Nachteile gegenüber, welche die ange  strebte Erhöhung der Leistung und Vermin  derung des spezifischen Brennstoffverbrau  ches beeinträchtigen. Sie liegen, ausser in der  erheblichen Erhöhung des Kolbengewichtes,  vor allem im starken     Wärmeabfluss    aus der  Brennkammer und dadurch verstärkter Aus  dehnung des     Kolbens.     



       Lm    bei Brennkammern ein Abbröckeln  und     Abschmelzen    der sehr hohe Temperatur  erreichenden     Brennkammerpforte    zu verhin  dern, kann diese nicht so eng gehalten wer  den, wie an sich zur intensivsten     Verwirbe-          lung    der Verbrennungsluft und damit für  günstigste Verhältnisse     hinsichtlich    Verbren  nung und Wirkungsgrad zulässig wäre.

   Die  starke     Wirbelung,    die     sich    bei einer derart  engen Pforte ergibt, führt bei den bisherigen  Ausführungen zu die Verbrennung beein  trächtigenden     Wärmeverlusten    an den     Brenn-          kammerwänden.     



  Bei Anordnung der Brennkammer im Ar  beitskolben müssen die Abmessungen der       Brennkammerpforte    auch deshalb verhältnis  mässig gross gehalten werden, weil von einer  zwar erwünschten Geschwindigkeit der aus-      tretenden Gase an, die     anfangs    eine Tempe  ratur von über 2000 C besitzen, die Ventil  teller überhitzt werden und sich deshalb ver  ziehen, da sie direkt und     einseitig    von den  Feuerstrahlen getroffen werden. Eine Brenn  kammer im Kolben erfordert ausserdem eine  Mehrlochdüse, da die Strömung der Luft zu  der des Brennstoffes gleich gerichtet ist.

   Zur  Intensivierung der Durchmnischung wurden  schon öfters Versuche durch     Einführen    eines  amn Zylinderkopf vorgesehenen Verdränger  stückes in die Brennkammerpforte vorgenom  men; sie hatten jedoch mangels Haltbarkeit  des Verdrängerstüekes keinen Erfolg. Dieser  Nachteil trifft in noch stärkerem Masse zu bei  Anbringung des Verdrängerstückes am Kol  ben und im Zylinderkopf vorgesehener  Brennkammer.  



  Durch die erfindungsgemässe Ausbildung  des Zylinderkopfes mit hängenden Ventilen  soll eine Brennkammer grossen Verdichtungs  volumens ermöglicht werden unter Wahrung  der Vorteile der im Arbeitskolben angeord  neten Brennkammer, aber Vermeidung ihrer  Nachteile sowie der ungünstigen Formen von  bisher in Zylinderköpfen vorgesehenen     Brenn-          kammern,    und anderseits grosse Ventilquer  schnitte und rasches Öffnen der Ventile er  möglicht werden.  



  Hierzu sind nach der Erfindung für Ein  lass und Auslass zusammen mehr als vier  Ventile vorgesehen, ferner nimmt die     Brenm-          kammer    mehr als die Hälfte, z. B. 60% o, des  Verdichtungsvolumens auf, und sie ist in  oder annähernd in der Mitte der Zylinder  bohrung angeordnet.  



  Durch die Erfindung lässt sich ein für die  Verbrennung sehr günstiges Volumen der  Brennkammer bei vorteilhafter Lage und  Form derselben erreichen, wie es bisher nicht  möglich war; die Form kann z. B. wenigstens  annähernd kugelig sein.  



  Für die Brennstoffeinspritzung, die zweck  mässig von der der Brennkammerpforte ge  genüberliegenden Stelle aus erfolgt, kann eine  Sehirmdüse vorgesehen werden, wobei der  entstehende Brennstoffschleier durch die  Luftströmung nicht, wie sonst meistens, auf    kleinere, sondern auf grössere     Durchmesser     gedriiekt und deshalb \sehr fein zerstäubt  wird. Vorteilhafterweise wird dafür gesorgt,  dass der den höchsten Temperaturen ans  gesetzte Teil der Einspritzdüse besonders  wirksam von einem Kühlmittel umspült wird.  



  Vorteilhafterweise werden Zylinderkopf  und Brennkammer so ausgebildet, dass letz  tere, wie an sich bekannt, durch einen Kör  per gebildet ist, der als Ganzes in den Zy  linderkopf einsetzbar ist.  



  Eine besonders intensive Verwirbelung der  Verbrennungsluft lässt sieh erreichen, indem  in bekannter Weise am Kolbenboden ein     Ver-          drängerstüek    angeordnet wird, das kurz vor  dem obern Totpunkt in die Brennraumpforte  eindringt.  



  Eine besonders vorteilhafte Ausführung  ergibt sich durch die Anordnung von drei  Einlass- und drei Auslassventilen, wobei eine       kugelförmige        Brennkamurer    grossen Volu  mens vorgesehen werden kann.  



  Die     Erfindung    bietet. für Dieselmotoren  weitgehende     Mögliehkeiten,    indem sie im  Sinne des nachfolgend     beschriebenen    Aus  führungsbeispiels in eurem bisher nicht er  reichten Grade alle Hauptforderungen zu er  füllen vermag, die bei Dieselmotoren     zur          Steigerung    der Leistung, Verminderung des  Brennstoffverbrauches, Erhöhung der Dreh  zahl und     Gewährleistung    ruhigen Ganges     Pje-          stellt    werden.

   Damit wird die     Anwendung,     schnellaufender Dieselmotoren ermöglicht in  Fällen, wo     bisher    nur     schnellaufende    Otto  motoren oder     langsamlaufende    Dieselmotoren       Anwendung    finden konnten.  



  Das in der     Zeichnung    zum Teil     schema-          tiseh        dargestellte        Ausführungsbeispiel    der  Erfindung betrifft. einen     Zylinderkopf    für  einen Dieselmotor eines Kraftfahrzeuges.  



       Fig.    1 zeigt einen     Zylinder    im senkrech  ten Längsschnitt nach der Linie     _1-B-C-          D    E in     Fig.    2.  



       Fig.    2 zeigt in ihrer     untern    Hälfte einen  Querschnitt nach der Linie     P-G    in     Fig.    1,  in ihrer obern Hälfte ehren solchen nach der  Linie     K-L    in     Fig.    1,      Fig. 3 einen Querschnitt nach der Linie  II-I in Fig. 1 und  Fig. 4 im Senkrechtschnitt eine geänderte  Ausführung der Brennkammer.  



  In der Zeichnung bedeuten: 1 den Zylin  derkopf, 2 eine Zylinderbüchse, 3 eine Dich  tung zwischen diesen zwei Teilen, 4 einen  Kühlmantel an dem die Zylinderbüehse ' 2 um  gebenden Kurbelgehäuse, 5 hängende Einlass  ventile, 6 hängende Auslassventile, 7     Einlass-          lkanäle,    8 Auslasskanäle im Zylinderkopf, 9  und 10 Federn der Ventile 5 und 6. Es ist  11 eine Einlassnockenwelle, 12 eine Auslass    nockenwelle, 13 und 14 sind Nocken zur Be  tätigung von Schwinghebeln 15 und 16 für  die Einlass- bzw. Auslassventile, 17 und 18  sind Wellen, auf denen die Schwinghebel 15  bzw. 16 gelagert sind. 19 ist ein auf den Zy  linderkopf 1 aufgesetzter Deckel, in dem die  Wellen 11, 12, 17 und 18 in Zwischenwänden  20 gelagert sind.  



  In Fig. 1 und 2 bezeichnet 21 eine zentral       angeordnete,    annähernd kugelige     Brennkam-          mner,    die mit dem Gewinde 22 auf einen Hals  23 aufgeschraubt ist, der die Pforte 24  (Durchgang) begrenzt. Zwvisehen dem Zylin  derkopf 1 und der Brennkammer 21 ist eine  Dichtung 25 eingelegt, 26 ist eine der Pforte  24 gegenüberstehende Brennstoffdüse, wel  cher durch die Zuleitung 27 Brennstoff zu  geführt wird. Durch eine Überwurfmutter 28  wird die Zuleitung 27 an der die Fortsetzung  der Brennkammer 21 bildenden Büehse 29  gehalten. 30 ist eine Überwurfmutter, welche  den Kühlraum des Zylinderkopfes l an der  Büchse 29 abdichtet. 31 und 34 sind Öff  nungen für den Durchtritt der Kühlflüssig  keit auf der Einlass- bzw.

   Auslassseite des Zy  linderkopfes 1. 32 und 35 sind in diesem Be  reich vorgesehene Gummidichtungen, 33 und  36 sind die Öffnungen 31 und 34     über-          (leckende    Verbindungskanäle für die Zirkula  tion der Kühlflüssigkeit zwischen demn     Kühl-          nmantel    4 und dem Zylinderkopf 1.  



  Infolge der beschriebenen Lage und Form  der Brennkammer 21 wird die bei seitlich an  geordneter Brennkammer entstehende ent  sprechend einseitige Erhitzung des Arbeits-    kolbens und zum Teil auch des Zylinderkopfes  vermieden.  



  In Fig. 2 sind 37 und 38 Befestigungs  bolzen auf der Einlass- bzw. Auslassseite des  Zylinderkopfes 1 zum Befestigen desselben  auf dem Kurbelgehäuse. Die Brennkammer  21 weist in ihrem obern Teil einen die Brenn  stoffdüse 26 umgebenden ringförmigen Teil  39 auf, an welchen die erweiterte Büchse 29  anschliesst.  



  In     Fig.    4 bedeutet 41 das Unterteil einer  annähernd     kugeligen        Brennkammer,    das mit  dem Oberteil 42 derselben verschweisst ist,  43 das Unterteil einer die Brennkammer um  gebenden Schale, das mit dem Oberteil 44  dieser Schale nach dem Einsetzen der     Brenn-          kammer    verschweisst worden ist. 45 ist ein am  Schalenunterteil 43 vorgesehenes Gewinde zur       Befestigung    der Brennkammer am Zylinder  kopf. 46 ist eine mit dem Schalenoberteil 44  der Brennkammer verbundene Büchse, die  zur Aufnahme der Brennstoffdüse und dem  Anschluss ihrer Zuleitung dient, für die ein  Gewinde 47 vorgesehen ist.

   48 ist eine Ein  drehung an der Büchse 46, während mit 49  ein     Einpass    angegeben ist, der die Teile 42  und 44 ineinander zentriert, 50 ist ein an  derer     Einpass,    der zur Zentrierung der Teile  41 und 43 dient. Am Unterteil 41 der     Brenn-          kammer    ist eine Büchse 51 vorgesehen, welche  den Durchgang 52 zum     Hauptbrennraum    des  Zylinders darstellt.  



  53 ist ein Spalt zwischen den Teilen 41  und 42 der     Brennkammer    einerseits und den  Schalenteilen 43 und 44 anderseits.  



  Im Zylinderkopf 1 gemäss     Fig.    1-3 sind  drei Einlass- und drei     Auslassventile    vorge  sehen. Die zwischen diesen in der Zylinder  achse angeordnete     Brennkammer    21 vermag  mehr als die Hälfte des     Verdiehtungs-          voliimens        aufzunehmen.    Die     Brennkammer     21 kann so bemessen sein, dass sie bei den  bei Dieselmotoren üblichen Verdichtungs  verhältnissen von z.

   B.<B>1:</B> 13 bis 1 : 20 zwischen  80 bis     901/o    des Verdichtungsvolumens aufzu  nehmen vermag, so dass nur ein geringer  nicht vermeidbarer Teil des Verdichtungs  volumens im Zylinderraum verbleibt,      Eine derart grosse Brennkammer kann  auch noch bei Anordnung von fünf Ventilen,  z. B. drei Einlass- und zwei Auslassventilen,  im Zylinderkopf vorgesehen werden, dagegen  ist dies bei einer kleineren Anzahl Ventile,  z. B. bei vier Ventilen, nicht möglich, wenn  die für eine hohe Leistung des     Motors        ausrei-          ehenden    Ventilquerschnitte gewählt werden.  Die Brennkammer 21 braucht nicht genau in  der Zylinderachse zu liegen, es sind auch  gewisse Abweichungen von der zentralen  Lage möglich.

   Die Brennkammerpforte 24  wird, da sie mit dem grössten Teil ihrer Um  fangsfläche frei im Kühlmittel liegt, entspre  chend wirksam gekühlt, was insofern auch  für die Brennstoffdüse 26     zutrifft,    als der sie  umgebende ringförmige Teil 39 ebenfalls vom  Kühlmittel rings umspült wird.  



  Beim beschriebenen Zylinderkopf 1 wird  sowohl jedes der drei     Einlassventile    5 als  auch jedes der drei     Auslassventile    6 durch  einen eigenen Nocken 13 bzw. 14 betätigt. Es  bedeutet dies eine Verminderung der zur       Betätigung    der verhältnismässig kleineren  Ventile zu beschleunigenden Massen gegen  über der Betätigung mehrerer Ventile durch  einen gemeinsamen Nocken und Schwing  hebel, wodurch ein     entsprechend    rascheres  Öffnen und Schliessen der Ventile ermöglicht  ist; folglich können die Ventile über längere  Zeit als sonst voll offen gehalten werden, wo  durch ein demgemäss wesentlich stärkeres  Füllen und Ausspülen des Motorzylinders  und damit höhere Motorleistung erreicht wird.  



  Die Kühlflüssigkeit gelangt ans dem Man  tel 4 durch den Verbindungskanal 36 und die  Öffnung 34 in die Kühlräume des     Zvlinder-          kopfes    1 und wird durch die Öffnung 31 und  den Verbindungskanal 33 in einen andern  Teil des Kühlmantels zurückgeleitet.  



  Um die Temperatur im Bereich der der  Brennkammerpforte gegenüberliegenden Zone  des Kolbens möglichst niedrig zu halten, kann  ein gesteuerter Durchlauf von Kühlflüssigkeit  durch den Kolben vorgesehen werden. Es  kann so trotz der verhältnismässig grossen  Brennkanumer bei engem Durchmesser der  Pforte ein Verziehen der Ventile vermieden    werden, da der aus der Brennkammer austre  tende Feuerstrahl nicht gegen die Ventile ge  richtet ist.  



  Der den Hauptbrennraum begrenzende  Boden des Zylinderkopfes kann eben sein,  wie bei der gezeichneten Ausführung, oder er  kann annähernd eben sein. Die Ventile ragen  in Schliesslage über die Bodenfläche des Zy  linderkopfes nicht hervor, weshalb der Ar  beitskolben bis auf den kleinsten infolge der  Fabrikationstoleranzen erforderlichen Ab  stand (beispielsweise 1 bis 1,5 mm) an den  Boden herangeführt werden kann.  



  Die Brennkammerpforte kann eng gehalten  werden, da sie gut gekühlt werden kann, und  zudem durch entprechende Ausbildung der  Brennkammer keine grossen Wärmeverluste  durch die hohen Strömungsgeschwindigkeiten  in derselben entstehen.  



  Hierzu kann die Brennkammer gemäss  Fig. 4 aus einer innern Wand 41, 42 und  einer äussern Wand 43, 44 gebildet sein, wo  bei die innern Wandteile 41 und 42 zweck  mässig aus einem zunderfesten Baustoff, z. B.  aus einem mit. Chrom und Silizium legierten  Stahl, hergestellt sind, der gegen hohe Tem  peraturen sehr widerstandsfähig ist. während  die Wandteile 43 und     44,    welche durch die  den Zylinderkopf durchströmende     Wühiflüs-          sigkeit    beinahe auf ihrer ganzen     Umfangs-          fläche    umspült werden, aus einem Baustoff  von hoher     Kaltfestigkeit    hergestellt. sind;

    unter Baustoff letztgenannter Art ist. ein  niedrig legierter     Vergütungsstahl        gemeint,     der eine     Zugsfestigkeit,        beispielsweise    von  100     kg/mm2,    bei normaler Temperatur besitzt.  Die Wandstärke der Teile     41.    und 42 und die  Stärke des zwischen Innen- und     13ussenwand     der     Brennkammer    belassenen     Laftspaltes    53  ist so bemessen, dass sich infolge der stattfin  denden. Abführung der Wärme von selbst  eine solche Temperatur der Wand der       Brennkammer    einstellt, dass der günstigste  Verlauf der Verbrennung erreicht wird.

   Das  Verhältnis der Höhe zum Durchmesser des  Innenraumes der Brennkammer wird vorteil  haft so gewählt, dass es     wenigstens    annähernd  gleich 1 :1 ist.      Die Erfindung ist hauptsächlich bei Mo  torzylindern mit grösserer Bohrung, etwa  von 120 mm an, von besonderem Vorteil.



  Cylinder head on diesel engines, especially those for motor vehicles. The invention relates to a cylinder head provided on diesel engines with hanging valves and a combustion chamber, in particular intended for high-speed diesel engines for motor vehicles.



  Combustion chambers in the most varied of forms are known in cylinder heads designed in this way. With the desired central or almost central position of the combustion chamber in relation to the cylinder bore, it was not previously possible to accommodate neither a sufficiently large part of the air volume at the end of the compression in the combustion chamber to achieve the best efficiency, nor a sufficiently wide, to give or achieve a particularly advantageous shape for the atomization of the fuel,

   that only a very small part of the compression volume lies outside the combustion chamber, and not because the safety distance required between the base of the working piston and the cylinder head cannot be reduced below a certain level; it was also impossible to give the combustion chamber a spherical or almost spherical shape.



  Conversely, more favorable conditions are possible when a combustion chamber is installed in the working piston, because the combustion chamber accommodates a relatively large volume of air and the working piston can be brought up to the smallest distance from the cylinder head, and the combustion chamber can be arranged centrally in order to uniform heating of the piston, in order to avoid warping of the piston jacket, and to enable uniform swirling of the combustion air.

   These advantages of the arrangement of the combustion chamber in the working piston, however, are fundamentally offset by disadvantages that affect the intended increase in performance and reduction in the specific fuel consumption. Apart from the considerable increase in piston weight, they are primarily due to the strong heat dissipation from the combustion chamber and the resulting increased expansion of the piston.



       To prevent crumbling and melting of the combustion chamber door, which reaches very high temperatures, in combustion chambers, this cannot be kept as narrow as would be permissible for the most intensive turbulence of the combustion air and thus for the most favorable conditions with regard to combustion and efficiency.

   The strong turbulence that results from such a narrow gate leads, in the previous versions, to heat losses on the combustion chamber walls which impair combustion.



  When the combustion chamber is arranged in the working piston, the dimensions of the combustion chamber port must also be kept relatively large, because from a desired speed of the exiting gases, which initially have a temperature of over 2000 C, the valve disks are overheated and warp because they are hit directly and on one side by the fire rays. A combustion chamber in the piston also requires a multi-hole nozzle, since the flow of air is directed in the same way as that of the fuel.

   To intensify the mixing, attempts have often been made by inserting a displacement piece provided on the cylinder head into the combustion chamber port; However, they were unsuccessful due to the lack of durability of the displacement piece. This disadvantage applies to an even greater extent when the displacement piece is attached to the piston and the combustion chamber provided in the cylinder head.



  The inventive design of the cylinder head with hanging valves should enable a combustion chamber with a large compression volume while preserving the advantages of the combustion chamber arranged in the working piston, but avoiding its disadvantages and the unfavorable shapes of combustion chambers previously provided in cylinder heads, and on the other hand large valve cross-sections and quick opening of the valves it can be made possible.



  For this purpose, more than four valves are provided according to the invention for inlet and outlet together, and the combustion chamber takes more than half, e.g. B. 60% o, the compression volume, and it is arranged in or approximately in the middle of the cylinder bore.



  The invention makes it possible to achieve a volume of the combustion chamber which is very favorable for combustion, with an advantageous position and shape of the same, as was previously not possible; the shape can e.g. B. be at least approximately spherical.



  A screen nozzle can be provided for the fuel injection, which is expediently carried out from the point opposite the combustion chamber port, whereby the resulting fuel veil is not, as is usually the case, reduced to a smaller diameter, but to a larger diameter and is therefore very finely atomized becomes. It is advantageously ensured that the part of the injection nozzle set at the highest temperatures is particularly effectively surrounded by a coolant.



  Advantageously, the cylinder head and combustion chamber are designed so that the latter, as known per se, is formed by a body that can be used as a whole in the cylinder head.



  A particularly intensive swirling of the combustion air can be achieved by arranging a displacement piece on the piston crown in a known manner, which penetrates the combustion chamber door shortly before top dead center.



  A particularly advantageous embodiment results from the arrangement of three inlet and three outlet valves, it being possible to provide a spherical combustion chamber with a large volume.



  The invention offers. for diesel engines extensive possibilities by being able to meet all the main requirements in the sense of the exemplary embodiment described below in your not yet reached degree, which in diesel engines to increase the performance, reduce fuel consumption, increase the speed and ensure smooth gear Pje- will be presented.

   This enables the use of high-speed diesel engines in cases where previously only high-speed gasoline engines or low-speed diesel engines could be used.



  The exemplary embodiment of the invention shown in part schematically in the drawing relates. a cylinder head for a diesel engine of a motor vehicle.



       Fig. 1 shows a cylinder in the vertical th longitudinal section along the line _1-B-C-D E in FIG.



       Fig. 2 shows in its lower half a cross section along the line PG in Fig. 1, in its upper half such honor along the line KL in Fig. 1, Fig. 3 shows a cross section along the line II-I in Fig. 1 and 4 shows a modified embodiment of the combustion chamber in vertical section.



  In the drawing: 1 the cylinder head, 2 a cylinder liner, 3 a seal between these two parts, 4 a cooling jacket on the crankcase surrounding the cylinder liner, 5 hanging inlet valves, 6 hanging outlet valves, 7 inlet channels, 8 exhaust ports in the cylinder head, 9 and 10 springs of valves 5 and 6. 11 is an intake camshaft, 12 an exhaust camshaft, 13 and 14 are cams for actuating rocker arms 15 and 16 for the intake and exhaust valves, 17 and 18 are shafts on which the rocker arms 15 and 16 are mounted. 19 is a lid placed on the cylinder head 1, in which the shafts 11, 12, 17 and 18 are mounted in intermediate walls 20.



  In FIGS. 1 and 2, 21 denotes a centrally arranged, approximately spherical combustion chamber which is screwed with the thread 22 onto a neck 23 which delimits the gate 24 (passage). Zwvisehen the Zylin derkopf 1 and the combustion chamber 21, a seal 25 is inserted, 26 is a fuel nozzle opposite the gate 24, wel cher through the feed line 27 is fed to fuel. By means of a union nut 28, the supply line 27 is held on the bushing 29 which forms the continuation of the combustion chamber 21. 30 is a union nut which seals the cooling space of the cylinder head 1 on the liner 29. 31 and 34 are openings for the passage of the cooling liquid on the inlet or

   Outlet side of the cylinder head 1. 32 and 35 are rubber seals provided in this area, 33 and 36 are the openings 31 and 34 over- (leaking connection channels for the circulation of the coolant between the cooling jacket 4 and the cylinder head 1.



  As a result of the described position and shape of the combustion chamber 21, the corresponding one-sided heating of the working piston and, in part, of the cylinder head, which occurs when the combustion chamber is arranged on the side, is avoided.



  In Fig. 2 37 and 38 are fastening bolts on the inlet and outlet sides of the cylinder head 1 for fastening the same on the crankcase. The combustion chamber 21 has in its upper part a fuel nozzle 26 surrounding the annular part 39, to which the enlarged sleeve 29 connects.



  In FIG. 4, 41 denotes the lower part of an approximately spherical combustion chamber, which is welded to the upper part 42 of the same, 43 the lower part of a shell surrounding the combustion chamber, which has been welded to the upper part 44 of this shell after the combustion chamber has been inserted. 45 is a thread provided on the shell base 43 for attaching the combustion chamber to the cylinder head. 46 is a bushing connected to the shell upper part 44 of the combustion chamber, which is used to receive the fuel nozzle and the connection of its feed line, for which a thread 47 is provided.

   48 is a rotation on the bushing 46, while 49 is a fitting that centers the parts 42 and 44 in one another, 50 is a fitting that is used to center the parts 41 and 43. A bushing 51 is provided on the lower part 41 of the combustion chamber and represents the passage 52 to the main combustion chamber of the cylinder.



  53 is a gap between the parts 41 and 42 of the combustion chamber on the one hand and the shell parts 43 and 44 on the other.



  In the cylinder head 1 according to FIGS. 1-3, three inlet and three outlet valves are provided. The combustion chamber 21 arranged between these in the cylinder axis can accommodate more than half of the compression volume. The combustion chamber 21 can be dimensioned so that it has the usual compression ratios for diesel engines of z.

   B. <B> 1: </B> 13 to 1:20 between 80 to 901 / o of the compression volume is able to accommodate, so that only a small unavoidable part of the compression volume remains in the cylinder space. Such a large combustion chamber can also when arranging five valves, e.g. B. three inlet and two outlet valves, are provided in the cylinder head, but this is with a smaller number of valves, z. B. with four valves is not possible if the valve cross-sections are selected which are sufficient for a high performance of the motor. The combustion chamber 21 does not have to lie exactly in the cylinder axis; certain deviations from the central position are also possible.

   The combustion chamber gate 24 is, since most of its circumferential surface is free in the coolant, accordingly effectively cooled, which is also true for the fuel nozzle 26, as the ring-shaped part 39 surrounding it is also washed around by the coolant.



  In the cylinder head 1 described, both each of the three intake valves 5 and each of the three exhaust valves 6 is actuated by its own cam 13 or 14. This means a reduction in the masses to be accelerated to actuate the relatively smaller valves compared to actuation of several valves by a common cam and swing lever, which enables the valves to be opened and closed more quickly; consequently, the valves can be kept fully open for a longer period of time than usual, which means that the engine cylinder is filled and flushed out much more intensely, and thus higher engine power is achieved.



  The cooling liquid arrives at the jacket 4 through the connecting channel 36 and the opening 34 into the cooling spaces of the cylinder head 1 and is returned through the opening 31 and the connecting channel 33 into another part of the cooling jacket.



  In order to keep the temperature in the area of the piston opposite the combustion chamber port as low as possible, a controlled flow of cooling liquid through the piston can be provided. In this way, despite the relatively large combustion ducts and the narrow diameter of the gate, distortion of the valves can be avoided, since the jet of fire emerging from the combustion chamber is not directed against the valves.



  The bottom of the cylinder head delimiting the main combustion chamber can be flat, as in the embodiment shown, or it can be approximately flat. The valves do not protrude in the closed position over the bottom surface of the cylinder head, which is why the Ar beitskolben was down to the smallest due to the manufacturing tolerances required from (for example 1 to 1.5 mm) can be brought to the ground.



  The combustion chamber door can be kept narrow because it can be cooled well and, in addition, due to the corresponding design of the combustion chamber, no great heat losses arise in the same due to the high flow velocities.



  For this purpose, the combustion chamber according to FIG. 4 can be formed from an inner wall 41, 42 and an outer wall 43, 44, where the inner wall parts 41 and 42 are conveniently made of a non-scaling building material, e.g. B. from a with. Chromium and silicon alloy steel, which is very resistant to high temperatures. while the wall parts 43 and 44, which are washed around almost their entire circumferential surface by the irrigation fluid flowing through the cylinder head, are made of a building material with high cold strength. are;

    is under building material of the latter type. A low-alloy heat-treated steel is meant that has a tensile strength, for example 100 kg / mm2, at normal temperature. The wall thickness of the parts 41. and 42 and the thickness of the air gap 53 left between the inner and outer walls of the combustion chamber is dimensioned so that, as a result of the taking place. Dissipation of the heat by itself sets such a temperature of the wall of the combustion chamber that the most favorable course of the combustion is achieved.

   The ratio of the height to the diameter of the interior of the combustion chamber is advantageously chosen so that it is at least approximately 1: 1. The invention is particularly advantageous for motor cylinders with a larger bore, for example from 120 mm.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Zylinderkopf an Dieselmotoren, ausge stattet mit hängenden Ventilen und einer Brennkammer, dadurch gekennzeichnet, dass für Einlass und Auslass zusammen mehr als vier Ventile vorgesehen sind, und dass die Brennkammer mehr als die Hälfte des Ver- dichtungsv olumens aufnimmt und wenigstens a nix ällernd in der Mitte der Zylinderbohrung angeordnet ist. UNTERANSPRÜCHE: 1. Zylinderkopf nach Patentanspruch, da- dlurelr gekennzeichnet, dass die Brennkammer zwischen 80 bis 90 %o des Verdichtungsvolu mens aufnimmt. 2. PATENT CLAIM Cylinder head on diesel engines, equipped with overhead valves and a combustion chamber, characterized in that more than four valves are provided for the inlet and outlet together, and that the combustion chamber takes up more than half of the compression volume and at least a little bit the center of the cylinder bore is arranged. SUBClaims: 1. Cylinder head according to claim, characterized by the fact that the combustion chamber takes up between 80 to 90% of the compression volume. 2. Zylinderkopf nach Patentanspruch, da- dureh gekennzeichnet, dass die Brennkammner eine innere Wand aus zunderfestern Baustoff und eine äussere Wand aus einem Baustoff von hoher Kaltfestigkeit aufweist, zwisehen welchen zwei Wänden ein Luftspalt vor gesehen ist. 3. Zylinderkopf nach Patentanspruch, da- dureh gekennzeichnet, dass die Brennkammer durch einen Körper gebildet ist, der als Ganzes in den Zylinderkopf eingesetzt ist. 4. Zylinderkopf nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Höhe zum Durchmesser des Innenraumes der Brennkammer wenigstens annähernd gleich 1.1 ist. 5. Cylinder head according to patent claim, characterized in that the combustion chamber has an inner wall made of scale-resistant building material and an outer wall made of a building material with high cold strength, between which two walls an air gap is provided. 3. Cylinder head according to patent claim, characterized in that the combustion chamber is formed by a body which is inserted as a whole into the cylinder head. 4. Cylinder head according to claim, characterized in that the ratio of the height to the diameter of the interior of the combustion chamber is at least approximately equal to 1.1. 5. Zylinderkopf nach Patentanspruch und Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum der Brennkammer we nigstens annähernd kugelförmig ist. 6. Zylinderkopf nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Brennkam- merpforte gegenüber die Brennstoffdüse an geordnet ist. 7. Zylinderkopf nach Patentanspruch und Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, da.ss der untere Teil des Gehäuses der Brenn stoffdüse durch das Kühlmittel des Zylinder kopfes umspült wird. B. Zylinderkopf nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, da.ss jedes Ventil durch einen eigenen Nocken gesteuert wird. 9. Cylinder head according to claim and dependent claim 4, characterized in that the interior of the combustion chamber is at least approximately spherical. 6. Cylinder head according to claim, characterized in that the combustion chamber gate is arranged opposite the fuel nozzle. 7. Cylinder head according to claim and dependent claim 6, characterized in that the lower part of the housing of the fuel nozzle is washed around by the coolant of the cylinder head. B. Cylinder head according to claim, characterized in that each valve is controlled by its own cam. 9. Zylinderkopf nach Patentanspr-ueh, da durch gekennzeichnet, dass drei Einlass- und drei Auslassventile vorgesehen sind, welche um die Brennkammer herum angeordnet sind. 10. Zylinderkopf nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass derselbe eine wenigstens annähernd ebene Bodenfläche auf weist, über welche die Ventile in Schliesslage nicht vorstehen. Cylinder head according to patent claim, characterized in that three inlet and three outlet valves are provided, which are arranged around the combustion chamber. 10. Cylinder head according to claim, characterized in that the same has an at least approximately flat bottom surface over which the valves do not protrude in the closed position.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1094213B1 (en) * 1999-10-18 2007-04-04 Hyundai Motor Company DOHC diesel engine cylinder head

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