Einrichtung an einer Brennkraftmaschine zum Zuführen von Sperr- und Kühlluft an den Schaft eines Ventils Die Erfindung bezieht. sieh auf eine Ein- rielitung an einer Brennkraftmasehine zum Zuführen von Sperr- und Kühlluft an den Schaft eines Ventils, insbesondere eines Aus- puffventils.
Bei Ventilen von Brennkraftmasehinen sind mehrere Forderungen zu berücksichtigen. Die Ventile müssen gut geschmiert sein, das Schmiermittel darf aber nicht den Ventil sehaft entlang bis in die Nähe des Ventil sitzes laufen, da sonst. - insbesondere bei den Beissen Auslassvent.ilen - Verkokungsgefahr bestehen würde.
Des weiteren russ verhindert werden, dass ein Teil der beiden Abgase zwi- selien Ventilschaft und Ventilführung hin- dureligedrückt wird, weil sieh in den Ab gasen Stoffe befinden, die das<B>Öl</B> verunreini gen und einer Zerstörung der Ventilwerk stoffe Vorschub leisten. Beispielsweise ent lialten. die Abgase Schwefelverbindungen, die zusammen mit immer vorhandener Feuchtig keit. Schwefelsäure bilden und die Ventil federn angreifen. Ausserdem soll die Ventil spindel und die Ventilführung möglichst gut. gekühlt sein, um eine zu hohe 'Temperatur beanspruchung zu verhindern.
Es ist. bereits bekannt, mittels Sperrluft den Ventilschaft in seiner Führung abzu dichten, indem man sie in einen um den Schaft angeordneten Ringraum leitete und in Richtung des Ventilsitzes austreten liess. Dabei wurden aber Schmieinnittelteilehen mit- gerissen, so dass zwar eine Abdichtung ge genüber den Abgasen, nicht aber gegenüber dem Schmiermittel bestand.
Die genannten Forderungen werden mit Hilfe der Erfindung auf einfache Weise er füllt, so d'ass die beschriebenen Nachteile nicht. auftreten können. Die Einrichtung nach der Erfindung ist gekennzeichnet durch eine am Schaft des Ventils entlang führende Bahn für die Luft, welche an einem Ringkanal be ginnt, der den Schaft an ihrem dem Ventil teller zugewandten Ende umschliesst und zu einer kalibrierten Drosselstelle führt. Die Luft russ also hier einer vorgeschriebenen Bahn entlang strömen, die von d'em Ventilsitz weg führt. Schmieröl, das dein Schaft entlang läuft, wird durch die Luft mitgerissen, so dass der Ventilschaft nahe dem Ventilteller bestimmt. frei von öl gehalten wird.
Auf diesem Wege kühlt die Luft den Ventilschaft und auch teilweise die Schaftführung. Schliess lich bildet die Luft, die als Sperrlift einen erhöhten Druck besitzt., einen Puffer für Ab gase, welche in den .Spielraum zwischen dem Schaft und seiner Führung eindringen wollen.
Die. - eindeutige Strömungsrichtung der Sperrluft kann dadurch erzielt werden, dass der Ventilschaft zwischen dem Ringraum und dem Ventilteller normal geführt ist, also höchstens ein minimales 'Spiel besitzt, wäh rend die dem Schaft entlang führende Bahn kaum einen Widerstand bietet, sondern der Strömungswiderstand für die Luft vorwie gend durch die kalibrierte Drosselstelle be stimmt wird. Diese kann ohne Schwierig keiten derart bemessen Werden, dass unabhän gig von der Temperatur und der entspreehen- d'en Wärmedehnung des Ventilschaftes eine ausreichende Luftmenge dem Schaft entlang strömt.
Als Bahn für die Luft wird demnach jeder Weg längs des Schalters bezeichnet, dessen Strömungswiderstand klein gegenüber dem Strömungswiderstand zwischen Ringraum und Ventilteller ist. Mit Vorteil kann eine längs eines Teils des @Sehaftes schraubenförmig verlaufende Nut oder eine längs dem Innen seite eines Teils der Führung für den Schaft schraubenförmig verlaufende Nut verwendet werden. Auch auf einem kurzen Abschnitt des Schaftes kann auf diese Weise eine gute und verhältnismässig lang andauernde Berüh rung zwischen dem Schaft und der Sperr- und Kühlluft erzielt werden.
In einem Ausführungsbeispiel, bei wel- ehem das Ventil ohne Korb in den Zylinder eingesetzt. sein kann, ist es vorteilhaft, so wohl die Luftzuleitung zu dem Ringraum als auch einen Verbindungskanal zwischen der Bahn für die Luft und der Drosselstelle schraubenförmig aussen um die'Fühi-Ltng für den Schaft verlaufen zu lassen. Dadurch wird die Führung zusätzlich gekühlt. Die einfachste Form ist. hier ein Doppelgewinde, auf dessen einer Schraubenbahn die Luft zugeführt und auf dessen anderer Schraubenbahn die Luft an die Drosselstelle abgeführt wird.
Wenn die Maschine mit A.ufladimg ar beitet., ist es zweckmässig, die Sperr- und Kühlluft direkt. der Aufladeluft zu entneh men. Hier und auch in andern Fällen ist zu berücksichtigen, dass bei zu geringem Luft druck - wie er beispielsweise bei Leer lauf oder Teillastbetrieb auftreten kann Schmieröl entgegen der Luftströmung bis in die Nähe des Ventilsitzes fliessen kann. Aus diesem Grund ist es zweckmässig, eine Sperrvorrichtung in der Schmiermittelzulei- tung anzuordnen, welche die Sehmiermittel- zufuhr erst freigibt, wenn ein Mindestwert des Luftdruckes überschritten ist.
Zwei Ausführungsbeispiele des Erfirl# dungsgegensta.ndes sind im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen: Fig.1 ein Ventil, welches direkt in den Zylinder eingesetzt ist, im Schnitt, Fig.2 die Ansicht der Führung für den Ventilschaft, Fig.3 ein Ventil, welches mit Ventilkorb in den Zylinder eingesetzt ist, im Schnitt, und Fig. 4 ebenfalls im Schnitt eine Sperrvor richtung, die in die Zuleitung für die Schmier mittelzufuhr geschaltet werden kann.
Gemäss Fig. 1 trägt der Ventilschaft 1 einen Ventilteller 2, welcher mit dem Ventil sitz 3 des Zylindergehäuses 4 zusammenarbei tet. Der Schaft 1 gleitet in der Führung und wird durch die Feder 6, die sich auf dem Federteller 7 abstützt, in seiner obern Lage gehalten, wenn er nicht. durch eine auf den Ansatz 8 wirkende Noeke der Ventilsteue rung heruntergedrückt wird. In einem ge meinsamen Montageteil 9 ist der Eintritt 10 für die Sperr- und Kühlluft, der Eintritt 11 für das Schmiermittel und ein auswechsel bares Teil 12 mit der kalibrierten Drossel stelle 13 angeordnet..
Das Teil 12 kann auch einstellbar sein, so dass man einen bestimmten Drosselwiderstand fest einstellen kann. Die unter einem Druck von etwa. 0,3 bis 0,4 atü stehende Luft gelangt von dem Eintritt. 10 in die Schraubennut 1.1 (Fig. 2) an der Aussenseite der Führung 5 und wird in ihr bis in die Eindrehung 15 geleitet, welche über Bohrungen 16 mit dem Ringkanal 17 um den Ventilschaft in Verbindung steht. Die Luft strömt dann durch die schraubenförmi gen guten 18 längs des Ventilschaftes und tritt durch eine Bohrung 19 in die zweite Schraubennut 20 an der Aussenseite der Füh rung 5 über. Von dort wird sie schliesslich durch eine Nut 21 im Montagetei19 der Dros selstelle 13 zugeführt.
Das (il, das über die Sehmiermittelzuführung 11 und die Bohrung 22 dem Schaft, zugeführt worden und gege benenfalls bis zu der Schraubenbahn 18 herab gelaufen ist, wird von der Luft durch die Drosselstelle 13 in den Ttaum oberhalb des Ventils mitgerissen, von wo es in einen Öl- sammelbehälter ablaufen kann.
Das Ventil in Fig. 3 arbeitet in ähnlicher eise. Es ist allerdings in einem Korb 23 angeordnet, der in das Zylindergehäuse 24 eingesetzt wird. Der Schaft 25 trägt den Ven tilteller 2!6, der mit dein Ventilsitz 27 an dem Korb 23 zusammenarbeitet., Er gleitet in einer Führung '1@8 und besitzt in gleicher Weise wie in Fig: 1 einen Federteller 2,9, an dem sich die Feder 30 abstützt, und einen Ansatz 31, auf den ein Nocken der Ventilsteuerung wir ken kann. Die Luft wird über den Einlass 32 und die Bohrung 33. dem Rangkanal 34 um den Schaft 25 zugeführt und kann dann auf der Schraubenbahn 35 nach oben strömen.
Diese Bahn führt über eine Bohrung 3,6 zu der kalibrierten Drosselstelle 37, die in einem Einsatz 38 in der Führung 28 sich befindet. Das<B>öl</B> wird über den Einlass 39 und die Boh rungen 40 und 41 dem Ventilschaft zugeführt. Wiederum wird<B>öl,</B> welches den Schaft herab gelaufen ist und von der Luft mitgerissen wurde, durch die Drosselstelle in den Raum oberhalb des Ventils geleitet, von wo es in einen Sammelbehälter ablaufen kann. Da der Korb hier bereits einen Ringraum 42 besitzt, in den gegebenenfalls ein Kühlmittel geleitet werden kann, ist eine weitere Kühlung der Schaftführung 28 nicht mehr erforderlich.
In Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel der Sperrvorrichtung für die Schmiermittelzulei- tung gezeigt. In einem Gehäuse 43, welches durch die Deckel 44 und 45 abgeschlossen ist, wird ein Kolben 46 einerseits durch die Feder 47 und anderseits durch den in dem Raum 48 wirkenden Sperrluftdruck beeinflusst, Nur wenn der Luftdruck genügend gross ist, kann das Öl aus der Zuleitung 49 in die Leitung 50 zu den Ventilen fliessen.
Device on an internal combustion engine for supplying sealing and cooling air to the stem of a valve. see a guide on an internal combustion engine for supplying sealing and cooling air to the stem of a valve, in particular an exhaust valve.
In the case of valves for internal combustion engines, several requirements must be taken into account. The valves must be well lubricated, but the lubricant must not run along the valve until it is close to the valve seat, otherwise there would be a risk of coking - especially with the Bite outlet valves.
Furthermore, soot can be prevented that part of the two exhaust gases is pushed back between the valve stem and valve guide because there are substances in the exhaust gases that contaminate the <B> oil </B> and destroy the valve materials Advance. For example, released. the exhaust gases are sulfur compounds, which together with the moisture that is always present. Form sulfuric acid and attack the valve springs. In addition, the valve spindle and the valve guide should be as good as possible. must be cooled to prevent excessive temperature stress.
It is. already known to seal the valve stem in its guide by means of sealing air by passing it into an annular space arranged around the stem and allowing it to escape in the direction of the valve seat. In the process, however, parts of the lubricant were carried away, so that there was a seal against the exhaust gases, but not against the lubricant.
The above requirements are met with the aid of the invention in a simple manner, so the disadvantages described are not. may occur. The device according to the invention is characterized by a path for the air leading along the shaft of the valve, which begins at an annular channel which surrounds the shaft at its end facing the valve plate and leads to a calibrated throttle point. The air so here flows along a prescribed path that leads away from the valve seat. Lubricating oil that runs down your stem is carried away by the air, so that the valve stem is set close to the valve head. is kept free of oil.
In this way, the air cools the valve stem and also partially the stem guide. Finally, the air, which acts as a barrier lift, forms a buffer for exhaust gases that want to penetrate into the clearance between the shaft and its guide.
The. - A clear flow direction of the sealing air can be achieved in that the valve stem is guided normally between the annular space and the valve disk, i.e. has at most a minimal amount of play, while the path leading along the stem offers hardly any resistance, but the flow resistance for the air is predominantly determined by the calibrated throttle point. This can be dimensioned without difficulty in such a way that, regardless of the temperature and the corresponding thermal expansion of the valve stem, a sufficient amount of air flows along the stem.
A path for the air is therefore any path along the switch whose flow resistance is small compared to the flow resistance between the annular space and the valve disk. A groove running helically along part of the shaft or a groove running helically along the inner side of part of the guide for the shaft can advantageously be used. In this way, a good and relatively long-lasting contact between the shaft and the sealing and cooling air can also be achieved on a short section of the shaft.
In one embodiment, in which the valve is inserted into the cylinder without a basket. can be, it is advantageous to let both the air supply line to the annular space and a connecting channel between the path for the air and the throttle point extend helically around the outside of the guide line for the shaft. This also cools the guide. The simplest form is. here a double thread, on one screw path of which the air is supplied and on the other screw path the air is discharged to the throttle point.
If the machine works with A.ufladimg., It is advisable to direct the sealing and cooling air. to be taken from the charge air. Here and in other cases it must be taken into account that if the air pressure is too low - as can occur, for example, during idling or partial load operation, lubricating oil can flow against the air flow up to the vicinity of the valve seat. For this reason, it is expedient to arrange a locking device in the lubricant supply line which only releases the lubricant supply when a minimum value of the air pressure is exceeded.
Two embodiments of the subject of the invention are explained in more detail below with reference to the drawing. 1 shows a cross-section of a valve which is inserted directly into the cylinder, FIG. 2 shows the view of the guide for the valve stem, FIG. 3 shows a cross-section of a valve which is inserted into the cylinder with a valve cage, and FIG Fig. 4 also in section a Sperrvor direction that can be switched into the supply line for the lubricant supply.
According to Fig. 1, the valve stem 1 carries a valve plate 2, which tet with the valve seat 3 of the cylinder housing 4 together. The shaft 1 slides in the guide and is held in its upper position by the spring 6, which is supported on the spring plate 7, when it is not. by a Noeke acting on the approach 8 the Ventilsteue tion is pressed down. In a common assembly part 9, the inlet 10 for the sealing and cooling air, the inlet 11 for the lubricant and an exchangeable part 12 with the calibrated throttle body 13 is arranged ..
The part 12 can also be adjustable, so that a certain throttle resistance can be set permanently. Those under a pressure of about. 0.3 to 0.4 atmospheric air passes from the inlet. 10 into the screw groove 1.1 (FIG. 2) on the outside of the guide 5 and is guided into it into the recess 15, which is connected via bores 16 with the annular channel 17 around the valve stem. The air then flows through the helical gene 18 along the valve stem and passes through a hole 19 into the second screw groove 20 on the outside of the guide 5. From there it is finally fed through a groove 21 in the assembly part of the throttle point 13.
The (il, which has been supplied to the shaft via the Sehmiermittelzuführ 11 and the bore 22 and, if necessary, has run down to the screw path 18, is entrained by the air through the throttle point 13 into the rope above the valve, from where it is in an oil sump can drain.
The valve in Fig. 3 operates in a similar manner. However, it is arranged in a basket 23 which is inserted into the cylinder housing 24. The shaft 25 carries the Ven tilteller 2! 6, which cooperates with your valve seat 27 on the basket 23. It slides in a guide '1 @ 8 and has, in the same way as in Fig: 1, a spring plate 2.9 on which the spring 30 is supported, and an approach 31 on which a cam of the valve control we can ken. The air is supplied via the inlet 32 and the bore 33 to the range channel 34 around the shaft 25 and can then flow upwards on the screw path 35.
This path leads via a bore 3, 6 to the calibrated throttle point 37, which is located in an insert 38 in the guide 28. The <B> oil </B> is supplied to the valve stem via the inlet 39 and the bores 40 and 41. Again, oil, which has run down the shaft and has been entrained by the air, is passed through the throttle point into the space above the valve, from where it can drain into a collecting container. Since the basket here already has an annular space 42 into which a coolant can optionally be passed, further cooling of the shaft guide 28 is no longer necessary.
An exemplary embodiment of the locking device for the lubricant supply line is shown in FIG. In a housing 43, which is closed by the cover 44 and 45, a piston 46 is influenced on the one hand by the spring 47 and on the other hand by the sealing air pressure acting in the space 48. Only when the air pressure is sufficiently high can the oil from the supply line 49 flow into line 50 to the valves.