Verbrennangskraftmaschine Das Auftreten von Sprüngen in Zylinderköpfen und Zylinderblöcken von Verbrennungskraftmaschi- nen infolge thermischer Spannungen ist nicht unge wöhnlich, und insbesondere treten derartige Sprünge im Bereich der Ventilsitze auf. Selbst wenn derartige Sprünge nicht bis in den Wassermantel hindurch gehen, sind sie gefährlich, da der Austritt heisser Gase an den Ventilen die Sprünge in diesen Bereichen sehr schnell vergrössert. Die Entstehung einer heissen Stelle auf einer Ventilfläche führt zu einem aus gebrannten Ventil, womit gleichzeitig eine Verringe rung der Leistung des betreffenden Zylinders verbun den ist.
Ausserdem können Sprünge an den Kanten der Öffnungen für Zündkerzen und sonstige öffnun- gen entstehen. Diese Sprünge sind im allgemeinen direkt auf die Anwesenheit innerer Spannungen im Zylinderkopf oder im Zylinderblock auf Grund von Temperaturunterschieden zwischen der Oberfläche der Verbrennungskammer und der äussern Fläche des Zylinderkopfes zurückzuführen. Solche Spannungen in kritischen Bereichen des Zylinderblockes und des Zylinderkopfes müssen also vermieden werden.
Die erfindungsgemässe Verbrennungskraftmaschine hat einen Einsatz für thermisch stark beanspruchte Stellen des Verbrennungsraumes unter Belassung einer Ausnehmung zur Aufnahme der thermischen Ausdehnung und ist dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz aus mit Bezug auf seine Warmfestigkeit hoch wertigerem Werkstoff besteht als der WerKstoff des Verbrennungsraumes und auswechselbar ist.
Der Einsatz kann zum Beispiel aus legiertem Stahl bestehen, der warmfester ist als zum Beispiel Gusseisen, aus welchem Zylinderblock und Zylinder kopf meistens bestehen. Bei der erfindungsgemässen Maschine kann die Entstehung örtlicher Sprünge oder Risse oder von Ausbrennungen, beispielsweise im Bereiche der Ventile, vermieden werden. Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen, die Ausführungsbeispiele zeigen, ausführlich be schrieben.
Fig. 1 ist ein Grundriss eines Zylinderkopfes mit weggebrochenen Teilen, die Einzelheiten einer Ver brennungskammer mit dem erfindungsgemässen Ein satz zeigt.
Fig.2 ist ein vergrösserter Querschnitt auf der Linie 2-2 der Fig. 1.
Fig. 3 ist ebenfalls ein Querschnitt, der eine ab geänderte Form des Einsatzes zeigt.
Fig. 4 ist ein Vertikalschnitt durch den Zylinder block einer Verbrennungskraftmaschine, bei der die Ventile im Zylinderblock angeordnet sind und die Einsätze einer weiteren Form darstellt.
Fig.5 ist ein Grundriss eines herausgebogenen Teils eines Zylinderblockes gemäss Fig.4 auf der Schnittlinie 5-5 der Fig. 4.
Fig. 6 ist eine Ansicht eines Schnittes auf der Linie 6-6 der Fig. 4, die den Einsatz für eine Zünd kerze zeigt.
Fig. 7 ist ein Vertikalschnitt durch den Zylinder kopf einer Verbrennungskraftmaschine mit einer wei teren Ausgestaltung des Einsatzes.
Fig. 8 stellt einen Vertikalschnitt durch die obere Fläche der Verbrennungskammer am Zylinderkopf gemäss Fig. 7 dar.
Fig. 9 ist ein Vertikalschnitt durch einen Teil des Zylinderblockes und des Zylinderkopfes ähnlich dem der Fig. 7 mit einer weiteren Einsatzform, und Fig. 10 zeigt im Grundriss eine weitere Ausgestal tung eines Einsatzes.
In Fig. 1 und 2 bezeichnet das Bezugszeichen 10 einen Teil des Zylinderkopfes einer Verbrennungs- kraftmaschine, während die Bezugszeichen 11 und 12 die Einlass- bzw. Auslassventile bezeichnen. Die mit Gewinde versehene Öffnung für die Zündkerze ist mit dem Bezugszeichen 13 versehen. In diesen Darstellungen ist die kritische Fläche jene, die die Zündkerzenöffnung umgibt. Deshalb ist ein Einsatz 14 vorgesehen, der auswechselbar im Zylinderkopf 10 die Öffnung 13, in die die Zündkerze einge schraubt wird, umgibt.
Wie aus Fig. 2 gut zu erkennen, ist die Decke 15 der Verbrennungskammer innerhalb des Zylinder kopfes 10 mit einer Vertiefung 16 versehen, die der Stärke des Einsatzes 14 und einer Dichtung 17 ent spricht. Der Einsatz ist, falls erforderlich, leicht ge wölbt, damit er sich der allgemeinen Form der Ver brennungskammer anpasst, und ist mit einer Öffnung 18 versehen, die mit der Öffnung 13 für die Zünd kerze zur Deckung gelangt. Die Öffnung oder Boh rung 18 kann auch auf ihrer Innenseite mit Gewinde versehen werden, um das untere Ende der Zündkerze aufzunehmen, oder glatt sein, wenn eine Zündkerze kleinerer Abmessungen verwendet wird.
Der Einsatz wird durch eine Anzahl Bolzen 19 (Fig. 1) gehalten, wobei vorzugsweise in dem Einsatz die Bolzenköpfe versenkt angeordnet sind, so dass sie mit der äussern Fläche des Einsatzes in einer Ebene liegen. Aus Fig. 2 geht hervor, dass der Durchmesser des Einsatzes etwas kleiner ist als der Durchmesser der Vertiefung 16, in der er Aufnahme findet. Diese Konstruktion gestattet eine relative Ausdehnung zwi schen dem Einsatz 14 und dem Kopf 10, so dass der Zylinderkopf von unerwünschten Spannungen, die durch abnorme Temperaturdifferenzen auftreten, be freit wird. Der Einsatz wird im Bereich der Verbren nungskammer, in der die grossen Temperaturen auf treten, verwendet, und auch wo die grösste Gefahr besteht, dass Sprünge oder Risse auftreten.
Normaler weise treten diese Sprünge oder Risse zwischen der Zündkerzenöffnung und den Ventilsitzen auf, so dass der Einsatz nach Fig. 1 im kritischsten Gebiet an geordnet ist.
In Fig. 3 ist der Zylinderkopf 42 bei 43 mit einer Vertiefung versehen, und die obere Wand der Ver brennungskammer 44, die gewölbt, konkav oder kon vex sein kann und im vorliegenden Fall konvex ist, ist im Bereich rund um die Bohrung 52 der Zünd kerze zur Aufnahme des Einsatzes 45 und der Dich tung 46 verbreitert. Der Einsatz ist mit Rippen 47 versehen, die durch entsprechende Öffnungen 48 mit Spiel in den Wassermantel 49 innerhalb des Zylinder kopfes 42 hineinragen, um die Wärme so schnell wie möglich an das flüssige Kühlmittel abzugeben.
Vor zugsweise wird der Einsatz vermittels Bolzen 50 in der in der Zeichnung gezeigten Art und Weise ge halten, die vollständig durch den Zylinderkopf hin durchgehen, so dass Teile dieser Bolzen, die von dem Kühlmittel im Wassermantel 49 umspült werden, auch zur schnellen Wärmeabführung beitragen. Es können aber auch versenkte Bolzen 51 verwendet werden.
In Fig. 4 besitzt die dargestellte Maschine einen Zylinderblock 60 mit Zylinderbohrungen 61 für die Kolben 62. Der Zylinderkopf 63 wird zusammen mit der dazwischengelegten Dichtung 64 vermittels übli cher Einrichtungen am Block 60 befestigt, so dass oberhalb der Kolben 62 eine Verbrennungskammer 65 entsteht, die sich von den Zylinderbohrungen 61 seitlich erstreckt. Die Ventile, beispielsweise 66, und die Kanäle 67 liegen im Zylinderblock, wie das bei seitlich gesteuerten Maschinen mit stehendem Ventil allgemein üblich ist.
Der Teil des Zylinderblockes, der zur Verbren nungskammer 65 frei liegt und sich im Bereich der Ventile befindet, stellt ein kritisches Gebiet dar, und demzufolge ist erfindungsgemäss dieses Gebiet mit einer Ausnehmung 68 versehen, in dem ein Einsatz 69 angeordnet ist. Zwischen dem Einsatz 69 und dem Zylinderblock ist eine Dichtung 70 angeordnet. Der Einsatz 69 überdeckt den Bereich der Ventile 66 und 71, und die Ventilsitze sind direkt in dem Einsatz 69, wie klar aus Fig. 4 zu erkennen, angeordnet.
Zur Befestigung des Einsatzes 69 sind Bolzen 72 vorgesehen, deren Köpfe in Ausnehmungen des Ein satzes liegen, so dass sie mit der frei liegenden Fläche des Einsatzes in einer Ebene liegen. Der Einsatz selbst ist von etwas kleineren Abmessungen als die Ausnehmung im Zylinderblock, in die er eingesetzt ist und in der er durch die Bolzen 72 befestigt wird. Der Spielraum zwischen der Ausnehmung 68 und dem Einsatz 69 gestattet eine Ausdehnung des Ein satzes, ohne dass dem Zylinderblock unerwünschte Spannungen übertragen werden.
Da auch das Gebiet im Bereich der Zündkerze ein kritisches Gebiet ist, ist die Zündkerze 75, wie aus den Fig. 4 und 6 ersichtlich, in einem Einsatz 76 befestigt, der vermittels Bolzen 77 am Zylinderkopf 63 befestigt ist. Dieser Einsatz besitzt einen Flansch 78, der in eine Ausnehmung 79 des Zylinderkopfes eingreift. Der obere Teil 80 des Einsatzes erstreckt sich mit Spiel durch den Zylinderkopf hindurch, um eine bessere Kühlung zu erzielen und um auch die Vorteile des hochwertigen Materials, aus dem der Einsatz 76 hergestellt ist, auszunutzen. Die Gewinde öffnung, in die die Zündkerze 75 eingeschraubt wird, ist direkt in dem Einsatz angeordnet.
Eine andere Ausgestaltung der Erfindung ist in Fig. 7 zusammen mit einem Zylinderkopf 110 einer Verbrennungskraftmaschine gezeigt, die eine Brenn stoffeinspritzdüse<B>111</B> besitzt, und der auf einem Zylinderblock 112 mit Zylinderbohrungen 112' be festigt ist.
Es ist bei Maschinen. dieser Art durchaus üblich, Zylinderköpfe zu verwenden, die flach auf ihrer Unterseite sind, das heisst, der Zylinderkopf besitzt keine Ausne'hmung oder Kammer, die eine Verbrennungskammer bildet, sondern die Verbren nungskammer wird oberhalb der obern Fläche des Kolbens in der obern Totpunktlage mit der ebenen untern Fläche des Zylinderkopfes und der umgeben den Wand der Zylinderbohrung dieses Teils gebildet, das heisst, die freiliegende Oberfläche 113 des Zylin derkopfes innerhalb der Zylinderbohrung 112' ist eine ebene Fortsetzung der Oberfläche 114, die gegen den Zylinderblock 112 liegt. Der Teil 113 des Zylinderkopfes, der frei liegt, ist mit einer Ausnehmung 115 versehen, in der ein Einsatz 116 eingebracht ist.
Der Einsatz besitzt eine untere Fläche 117, die den Verbrennungsprodukten ausgesetzt und, wie gezeigt, flach ist. Die obere Fläche 118 des Einsatzes ist ebenfalls flach in ihrem grössten Teil und liegt in der Ausnehmung 115 auf einer in die Ausnehmung des Zylinderkopfes eingelegten Zwi schendichtung 119.
Der Zylinderkopf 110 besitzt einen Wassermantel 120, und der Einsatz 116 ist mit einer Verstärkung 121 versehen, die mit Spiel, wie dargestellt, in den Wassermantel hineinragt. Die obere Wand 122 des Zylinderkopfes 110 ist mit einem geneigt angeord neten Flansch 123 ausgestattet, der eine konzen trische Bohrung 124 enthält, in der der Teil 125 der Brennstoffeinspritzeinrichtung 111 frei liegt. Der Ge windeschaft 130 der Einrichtung<B>111</B> besitzt einen verringerten Durchmesser, verglichen mit dem Haupt teil 125, und zwischen Gewindeschaft und Hauptteil ist eine Dichtung 126 angeordnet, die gegen die Flä che 128 der Verstärkung 121 liegt. Der Hauptteil 125 der Einspritzeinrichtung ist in der Bohrung 124 durch eine Dichtung 127, die in der Wand 122 des Flan sches 123 liegt, abgedichtet.
Die Verstärkung 121 des Einsatzes, die mit Spiel in einer Öffnung der untern Zylinderkopfwand liegt, ist zylindrisch und besitzt eine obere Fläche 128, die geneigt liegt, so dass sie mit der Achse der Einspritz- vorrichtung 111 einen rechten Winkel bildet. Die Verstärkung 121 hat eine Bohrung 129, in die Ge winde eingeschnitten ist, so dass der Gewindeschaft 130 der Einspritzvorrichtung 111 in diese einge schraubt werden kann. Auf diese Weise dient die Ein- spritzeinrichtung 111 auf Grund ihrer Schraubver bindung mit dem Einsatz zur Halterung des Einsatzes, vorzugsweise werden jedoch auch Bolzen 135 zu sätzlich verwendet, so dass der Einsatz sicher im Zy linderkopf befestigt ist.
Die Verstärkung 121 dient zusätzlich zur Befestigung der Brennstoffeinspritzein- richtung auch der Wärmeableitung, die in der Ver brennungskammer erzeugt wird, an das Kühlmittel, was um so vorteilhafter ist, als die Verstärkung in den Wassermantel hineinragt und mit einer verhält nismässig grossen Fläche direkt mit dem Kühlmittel in Berührung ist.
Zwischen dem Umfangsrand 131 des Einsatzes und der umgebenden Wand 132 der Ausnehmung <B>115</B> ist ein Zwischenraum vorhanden. Ausserdem kann der Einsatz mit Öffnungen versehen sein, falls die Maschine die üblichen Ventile besitzt, was durch die Bezugszeichen 133 und 134 dargestellt ist. Wenn natürlich die Maschinen sowohl Einlass- wie auch Auslassöffnungen in der Zylinderbohrung besitzen, sind keine derartigen Öffnungen vorgesehen. Wenn aber derartige Ventile verwendet werden, können die Ventilsitze direkt in den Öffnungen in dem hochwer tigeren Material des Einsatzes selbst hergestellt wer den anstatt im Zylinderkopf 110.
In Fig. 9 ist der Einsatz 150 von kreisförmiger Gestalt mit einer Verstärkung 151 wie der Einsatz gemäss Fig. 7 und 8 und ragt mit etwas Spiel durch eine Öffnung in den Wassermantel 152 des Zylinder kopfes 153. Hierbei erstreckt sich aber das kritische Gebiet über die gesamte Fläche der Zylinderbohrung 156, und die Randkantenteile 154 des Einsatzes 150 überlappen jenen Teil des Zylinderblockes 155, der die Zylinderbohrung 156 umgibt. Dadurch wird der Einsatz nicht nur durch die Einspritzeinrichtung 157 festgehalten, sondern auch dadurch, dass der Einsatz zwischen dem Zylinderblock 155 und dem Zylinder kopf 153 eingeklemmt wird.
Zusätzliche Befesti gungsbolzen sind nicht erforderlich, selbst wenn es wünschenswert wäre, da sich der Einsatz dann leich ter und gleichmässiger innerhalb der Grenzen des Raumes 158, der hierfür vorgesehen ist, ausdehnen kann. Eine abgeänderte Ausgestaltung ist in Fig. 10 dargestellt, die einen Zwillingseinsatz 160 zeigt, der in einer geeigneten Ausnehmung 161 des Zylinder kopfes 162 angeordnet ist. In diesem Fall erstreckt sich das kritische Gebiet über zwei benachbarte Ver- brennungskammerflächen 163 und 164, die auch der Einsatz überdeckt, die durch einen Mittelteil 165, der jenen Teil des Zylinderblockes überdeckt, der zwi schen den beiden Zylindern liegt, verbunden werden.
Der Mittelteil des Einsatzes ist mit Öffnungen 166 und 167 für den Wassermantel versehen, die mit den üblichen Verbindungsleitungen in Zylinderblock und -kopf zur Deckung kommen. Der Einsatz 160 kann den Zylinderblock, wie im Fall von Fig. 9, überdek- ken oder kann vollständig innerhalb der Verbren nungskammer, wie in Fig. 7 und 8 gezeigt, liegen. Auf Grund der grossen Fläche eines solchen Einsatzes kann es wünschenswert sein, Befestigungsschrauben 168 und auch Ventilöffnungen 169, falls erforderlich, vorzusehen.
Bei allen Ausgestaltungen der Erfindung über deckt der Einsatz das kritische Gebiet der Verbren nungskammer und ist einige Hundertstelmillimeter kleiner im Durchmesser als die Ausnehmung, so dass sich der Einsatz frei ausdehnen und zusammenziehen kann und unabhängig vom Zylinderblock oder -kopf. Demzufolge werden abnorme Spannungen, die zu Rissen im Zylinderkopf oder Zylinderblock führen können, vermieden. Sollte der Einsatz beschädigt wer den, kann er leicht ohne grosse Kosten ausgewechselt werden.
Obgleich der erfindungsgemässe Einsatz in den Zeichnungen an Brennkraftmaschinen beschrieben worden ist, deren Ventile im Kopf liegen, lässt sich der Einsatz auch für alle andern Arten von Brenn- kraftmaschinen verwenden, deren Ventile im Zylin der oder im Block angeordnet sind.
Internal combustion engine The occurrence of cracks in cylinder heads and cylinder blocks of internal combustion engines as a result of thermal stresses is not uncommon, and such cracks occur in particular in the area of the valve seats. Even if such cracks do not go through into the water jacket, they are dangerous, since the escape of hot gases at the valves increases the cracks in these areas very quickly. The creation of a hot spot on a valve surface leads to a burnt out valve, which at the same time reduces the output of the cylinder in question.
In addition, cracks can occur at the edges of the openings for spark plugs and other openings. These cracks are generally directly due to the presence of internal stresses in the cylinder head or in the cylinder block due to temperature differences between the surface of the combustion chamber and the outer surface of the cylinder head. Such stresses in critical areas of the cylinder block and the cylinder head must therefore be avoided.
The internal combustion engine according to the invention has an insert for thermally highly stressed areas of the combustion chamber, leaving a recess to accommodate thermal expansion, and is characterized in that the insert is made of higher quality material with regard to its heat resistance than the material of the combustion chamber and is exchangeable.
The insert can, for example, consist of alloy steel, which is more heat-resistant than, for example, cast iron, which the cylinder block and cylinder head are usually made of. With the machine according to the invention, the formation of local cracks or cracks or burnouts, for example in the area of the valves, can be avoided. The invention will now be described in detail with reference to the drawings showing exemplary embodiments.
Fig. 1 is a plan view of a cylinder head with parts broken away showing details of a combustion chamber with the inventive A set.
FIG. 2 is an enlarged cross-section taken along line 2-2 of FIG. 1.
Fig. 3 is also a cross section showing a modified shape from the insert.
Fig. 4 is a vertical section through the cylinder block of an internal combustion engine, in which the valves are arranged in the cylinder block and shows the inserts of a further form.
FIG. 5 is a plan view of a bent out part of a cylinder block according to FIG. 4 on the section line 5-5 of FIG.
Fig. 6 is a view in section on the line 6-6 of Fig. 4 showing the insert for a spark plug.
Fig. 7 is a vertical section through the cylinder head of an internal combustion engine with a white direct embodiment of the insert.
FIG. 8 shows a vertical section through the upper surface of the combustion chamber on the cylinder head according to FIG.
Fig. 9 is a vertical section through part of the cylinder block and the cylinder head similar to that of Fig. 7 with a further insert shape, and Fig. 10 shows in plan a further Ausgestal device of an insert.
In FIGS. 1 and 2, the reference number 10 denotes part of the cylinder head of an internal combustion engine, while the reference numbers 11 and 12 denote the intake and exhaust valves, respectively. The threaded opening for the spark plug is provided with the reference number 13. In these representations, the critical area is that surrounding the spark plug opening. Therefore, an insert 14 is provided which exchangeably surrounds the opening 13 in the cylinder head 10, into which the spark plug is screwed.
As can be clearly seen from Fig. 2, the ceiling 15 of the combustion chamber within the cylinder head 10 is provided with a recess 16 which corresponds to the strength of the insert 14 and a seal 17 ent. The insert is, if necessary, slightly curved ge so that it adapts to the general shape of the United combustion chamber, and is provided with an opening 18 which comes with the opening 13 for the spark plug to cover. The opening or hole 18 may also be threaded on its inside to accommodate the lower end of the spark plug, or smooth if a smaller sized spark plug is used.
The insert is held by a number of bolts 19 (FIG. 1), the bolt heads preferably being sunk in the insert so that they lie in one plane with the outer surface of the insert. From Fig. 2 it can be seen that the diameter of the insert is slightly smaller than the diameter of the recess 16 in which it is received. This construction allows for relative expansion between the insert 14 and the head 10 so that the cylinder head is relieved of undesirable stresses caused by abnormal temperature differences. The insert is used in the area of the combustion chamber, where the high temperatures occur, and also where there is the greatest risk of cracks or cracks occurring.
Normally, these cracks or cracks occur between the spark plug opening and the valve seats, so that the insert according to FIG. 1 is arranged in the most critical area.
In Fig. 3, the cylinder head 42 is provided with a recess at 43, and the upper wall of the United combustion chamber 44, which can be curved, concave or kon vex and in the present case is convex, is in the area around the bore 52 of the ignition Candle to accommodate the insert 45 and the device 46 widened. The insert is provided with ribs 47 which protrude through corresponding openings 48 with play in the water jacket 49 within the cylinder head 42 in order to transfer the heat as quickly as possible to the liquid coolant.
Preferably, the insert is held by means of bolts 50 in the manner shown in the drawing, which go completely through the cylinder head, so that parts of these bolts, which are washed by the coolant in the water jacket 49, also contribute to the rapid dissipation of heat. However, countersunk bolts 51 can also be used.
In Fig. 4, the machine shown has a cylinder block 60 with cylinder bores 61 for the pistons 62. The cylinder head 63 is fastened together with the interposed seal 64 by means of usual devices on the block 60, so that a combustion chamber 65 is created above the piston 62, which extends laterally from the cylinder bores 61. The valves, for example 66, and the channels 67 are located in the cylinder block, as is common practice in laterally controlled machines with a vertical valve.
The part of the cylinder block that is exposed to the combustion chamber 65 and is located in the area of the valves represents a critical area, and accordingly this area is provided according to the invention with a recess 68 in which an insert 69 is arranged. A seal 70 is arranged between the insert 69 and the cylinder block. The insert 69 covers the area of the valves 66 and 71, and the valve seats are arranged directly in the insert 69, as can be clearly seen from FIG.
To attach the insert 69, bolts 72 are provided, the heads of which lie in recesses of the insert so that they lie in one plane with the exposed surface of the insert. The insert itself is of somewhat smaller dimensions than the recess in the cylinder block into which it is inserted and in which it is fastened by the bolts 72. The clearance between the recess 68 and the insert 69 allows the insert to expand without undesirable stresses being transmitted to the cylinder block.
Since the area in the area of the spark plug is also a critical area, the spark plug 75, as can be seen from FIGS. 4 and 6, is fastened in an insert 76 which is fastened to the cylinder head 63 by means of bolts 77. This insert has a flange 78 which engages in a recess 79 in the cylinder head. The upper part 80 of the insert extends with play through the cylinder head in order to achieve better cooling and also to take advantage of the high quality material from which the insert 76 is made. The threaded opening into which the spark plug 75 is screwed is arranged directly in the insert.
Another embodiment of the invention is shown in Fig. 7 together with a cylinder head 110 of an internal combustion engine which has a fuel injection nozzle 111 and which is fastened to a cylinder block 112 with cylinder bores 112 'be.
It's with machines. It is quite common of this type to use cylinder heads that are flat on their underside, i.e. the cylinder head has no recess or chamber that forms a combustion chamber, but the combustion chamber is above the upper surface of the piston in the top dead center position the flat lower surface of the cylinder head and surrounding the wall of the cylinder bore of this part, that is, the exposed surface 113 of the Zylin derkopfes within the cylinder bore 112 'is a flat continuation of the surface 114 which lies against the cylinder block 112. The part 113 of the cylinder head that is exposed is provided with a recess 115 in which an insert 116 is made.
The insert has a lower surface 117 which is exposed to the products of combustion and which is flat as shown. The upper surface 118 of the insert is also flat in its major part and lies in the recess 115 on an intermediate seal 119 inserted in the recess of the cylinder head.
The cylinder head 110 has a water jacket 120, and the insert 116 is provided with a reinforcement 121 which projects into the water jacket with play, as shown. The upper wall 122 of the cylinder head 110 is equipped with an inclined angeord designated flange 123 which contains a concentric bore 124 in which the part 125 of the fuel injector 111 is exposed. The threaded shaft 130 of the device <B> 111 </B> has a reduced diameter compared to the main part 125, and a seal 126 is arranged between the threaded shaft and the main part and lies against the surface 128 of the reinforcement 121. The main part 125 of the injector is sealed in the bore 124 by a seal 127 which is located in the wall 122 of the flange 123.
The reinforcement 121 of the insert, which lies with play in an opening in the lower cylinder head wall, is cylindrical and has an upper surface 128 which is inclined so that it forms a right angle with the axis of the injection device 111. The reinforcement 121 has a bore 129 into which the thread is cut so that the threaded shaft 130 of the injection device 111 can be screwed into it. In this way, because of its screw connection with the insert, the injection device 111 serves to hold the insert, but bolts 135 are also preferably used so that the insert is securely fastened in the cylinder head.
The reinforcement 121 serves in addition to the fastening of the fuel injection device also to the heat dissipation, which is generated in the combustion chamber, to the coolant, which is all the more advantageous as the reinforcement protrudes into the water jacket and with a relatively large area directly with the Coolant is in contact.
There is a gap between the peripheral edge 131 of the insert and the surrounding wall 132 of the recess 115. In addition, the insert can be provided with openings if the machine has the usual valves, which is represented by the reference numerals 133 and 134. Of course, if the engines have both inlet and outlet ports in the cylinder bore, no such ports are provided. If, however, such valves are used, the valve seats can be produced directly in the openings in the higher quality material of the insert itself instead of in the cylinder head 110.
In Fig. 9 the insert 150 is circular in shape with a reinforcement 151 like the insert according to FIGS. 7 and 8 and protrudes with some play through an opening in the water jacket 152 of the cylinder head 153. Here, however, the critical area extends over the entire surface of the cylinder bore 156, and the peripheral edge parts 154 of the insert 150 overlap that part of the cylinder block 155 which surrounds the cylinder bore 156. As a result, the insert is not only held in place by the injection device 157, but also because the insert is clamped between the cylinder block 155 and the cylinder head 153.
Additional fastening bolts are not required, even if they were desirable, since the insert can then expand more easily and more evenly within the boundaries of the space 158 which is provided for this purpose. A modified embodiment is shown in FIG. 10, which shows a twin insert 160 which is arranged in a suitable recess 161 of the cylinder head 162. In this case, the critical area extends over two adjacent combustion chamber surfaces 163 and 164, which are also covered by the insert, which are connected by a middle part 165 which covers that part of the cylinder block that lies between the two cylinders.
The middle part of the insert is provided with openings 166 and 167 for the water jacket, which come into register with the usual connecting lines in the cylinder block and cylinder head. The insert 160 can cover the cylinder block, as in the case of FIG. 9, or can lie completely within the combustion chamber, as shown in FIGS. 7 and 8. Because of the large area of such an insert, it may be desirable to provide mounting screws 168 and also valve ports 169 if necessary.
In all embodiments of the invention, the insert covers the critical area of the combustion chamber and is a few hundredths of a millimeter smaller in diameter than the recess, so that the insert can expand and contract freely and regardless of the cylinder block or head. As a result, abnormal stresses that could cause cracks in the cylinder head or cylinder block are avoided. Should the insert be damaged, it can easily be replaced at no great cost.
Although the use according to the invention has been described in the drawings on internal combustion engines whose valves are in the head, the use can also be used for all other types of internal combustion engines whose valves are arranged in the cylinder or in the block.