CN103075266B - 在内燃机的气缸盖处的阀罩的布置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在带有至少一个气缸的内燃机的气缸盖处的阀罩的布置，其中，气缸盖具有经由阀控制部可操纵的换气阀，其与至少一个进气和排气道相连接，并且其中，优选地在环形的密封部的中间联接下借助于多个螺栓连接部将至少一个向上封闭气缸盖的且经由至少一个流动连接部与内燃机的曲轴箱间接或直接相连接的阀罩固定在气缸盖上。根据本发明设置成，所设置的螺栓连接部(9)的至少一部分在气缸盖(1)的背对气缸盖(1)中的至少一个排气道的且因此面对冷的发动机侧的冷侧(3)上这样设有弹性的和/或弹性挠曲的器件(11)并且/或者与其相连结，使得阀罩(2)在曲轴箱中限定的过压下以限定的罩区域仅在该冷侧(3)的区域中从气缸盖(1)中升起。

Description

在内燃机的气缸盖处的阀罩的布置

技术领域

本发明涉及一种在内燃机的气缸盖处的阀罩(Ventilhaube)的布置。

背景技术

在内燃机中可在其曲轴箱中流出的窜气大多经由曲轴箱通风部(Kurbelgehäuseentlüftung)被引出，曲轴箱通风部集成到气缸盖中，气缸盖通常由阀罩覆盖。阀罩结构受限地不设计到高的压力上，如其例如可在在内燃机的气缸中的一个中活塞损坏时且相应于高的扫气率(Durchblasrate)产生，由此可导致阀罩的损坏。

通过文件US 3,115,268说明了一种用于内燃机的阀罩的布置或固定，在其中螺旋压力弹簧插入全部的固定螺栓中。由此，应实现在阀罩与气缸盖之间的环绕的密封部处的尽可能均匀的压紧力。

此外，从文件DE 26 28 692 A1中已知通过将弹性挠曲的器件插入阀罩的固定部中来防止由于固体声音的噪声辐射(Geräuschabstrahlung)。

发明内容

本发明的目的是利用结构上和构造上简单的器件保证在内燃机中可能出现的过压的针对性的排出(Abblasen)。

该目的的解决方案通过本发明来实现。

根据本发明，提出一种在带有至少一个气缸的内燃机的气缸盖处的阀罩的布置，其中，气缸盖具有经由阀控制部可操纵的换气阀，其与至少一个进气和排气道相连接，并且其中，优选地在环形的密封部的中间联接 (Zwischenschaltung)下借助于多个螺栓连接部将向上封闭气缸盖的且经由至少一个流动连接部(Stroemungsverbindung)与内燃机的曲轴箱直接或间接相连接的至少一个阀罩固定在气缸盖上。根据本发明设置成，所设置的螺栓连接部的至少一部分在气缸盖的背对气缸盖中的至少一个排气道的且因此面对冷的发动机侧的冷侧上这样设有弹性的和/或弹性挠曲的器件并且/或者与其相连结，使得阀罩尤其以限定的罩区域在曲轴箱中限定的过压下仅在该冷侧的区域中从气缸盖中和/或从密封部中升起。

换言之也就是说，全部的设有弹性和/或弹性挠曲的器件的和/或与其相连结的螺栓连接部布置在背对气缸盖中的(多个)排气道的或相对而置的冷侧(其尤其是气缸盖或气缸罩的纵侧)上并且这样作用于阀罩，使得该阀罩在曲轴箱中限定的过压下仅在那里、也就是说在冷侧的区域中以限定的程度从气缸盖或密封部中升起。利用该措施实现，这样的阀罩作为过压阀起作用，然而带有窜气到内燃机的冷侧上的针对性的流出方向。在气缸盖或阀罩的构造内燃机的热侧的且背对或面对冷侧的侧面(在其上以及在通常将两个相对的侧面在端侧相连接的端侧或横侧上设置固定的螺栓连接部)上，密封座和由此密封效果保持维持不变。

借助于该根据本发明的措施因此实现，阀罩在限定的过压下仅针对性地在冷的发动机侧处被抬起，使得排出的气体仅在该冷的发动机侧的区域中流出，由此气体或者气体成分的点燃的危险可被显著降低。除利用发动机油来润湿排气设备的部件外，利用根据本发明的解决方案因此尤其还可防止罩的破坏。

如之前已提及的那样，优选的实施形式是多个、成列的气缸，使得冷侧由气缸盖和/或阀罩的与排气道相对的纵侧形成。与该冷的纵侧相对的热的纵侧那么在气缸盖和/或缸罩的通常存在的矩形或箱形的结构中与冷的纵侧经由端部侧的或端侧的两个横侧或端侧相连接。

在横流式内燃机中，相应所设置的带有弹性的和/或弹性挠曲的器件的螺栓连接部在此在内燃机的气缸盖中定位在进气道的那么构造冷侧的侧面上，而在逆流冲洗(Gegenstromspuelung)(进气道和排气道在相同的纵侧上)的情况中带有弹性和/或弹性挠曲的器件的螺栓连接部那么与全部通道或两个通道类型相对地来定位。

根据结构上的情况，当仅该至少一个螺栓连接部在上述的冷侧处设有弹性的和/或弹性挠曲的器件并且/或者与其相连结时，就可足够。但是必要时，接近冷侧的螺栓连接部也还可在联接在那里的端侧或横侧处设有弹性和/或弹性挠曲的器件并且/或者与其相连结。

弹性和/或弹性挠曲的器件可以是任何合适的储能器(Kraftspeicher)或任何合适的弹性元件，例如橡胶弹性的元件、膜片弹簧组等。然而优选地提出，弹性的和/或弹性挠曲的器件通过至少一个弹性元件、尤其压力弹簧元件(例如由例如弹簧钢构成的螺旋压力弹簧)来形成，其这样集成到相应的螺栓连接部中，使得其在装配的基础状态中以限定的预紧力在气缸盖方向上预紧贴靠和/或安放在气缸盖处的阀罩支承区域，其中，该阀罩支承区域在限定的过压下逆着弹性元件的力从气缸盖中升起。尤其地，作为弹性元件的螺旋压力弹簧可与所要求的弹性刚度(Federrate)良好地协调、是坚固的、抗老化的且耐高温的。

根据一特别优选的设计方案对此提出，螺栓连接部具有螺栓，其穿过阀罩的例如由边缘凸缘(Randflansch)形成的阀罩支承区域被拧入气缸盖中，其中，压力弹簧元件被螺栓的以限定的和/或预设的程度超过阀罩支承区域的螺杆这样穿过，使得弹性元件相应间接地或直接地在一方面螺杆侧的止挡元件与另一方面阀罩支承区域之间张紧并且将限定的或预设的压紧力作为预紧力施加到阀罩支承区域上。利用这样的设计方案，以简单的方式提供在基础状态中的功能可靠的螺栓连接，其使能够将阀罩以所期望的方式固定地联结在气缸盖处。但是另一方面，在限定的过压应力(Überdruckbeanspruchung)的情况下以之前所说明的方式也提供功能可靠的升起功能。

根据本发明构思的第一特别优选的具体的设计方案提出，螺杆侧的止挡元件由螺栓的螺栓头或由能够旋拧到螺栓上的螺母或由至少一个螺杆侧的凸起、例如阶梯部(Abstufung)或环形带(Ringbund)等形成，弹性元件支撑在其处。由此得出多样化的结构上的设计方案，其可与相应的使用情况最简单地相匹配。

特别优选地在此是一设计方案，在其中弹性元件在阀罩支承区域处间接地支撑在由螺栓的螺杆穿过的、弹簧板状的盘上。除其弹簧板功能(Federtellerfunktion)之外，该盘原则上还具有如垫片(Beilagscheibe)或垫圈(Unterlagscheibe)的功能并且在螺栓的螺杆处松动地可移动地来引导。总体上，因此利用这样的结构一方面得到特别稳定的且功能可靠的固定以及另一方面在相应所期望的阀罩区域升起时也得到功能可靠性。

根据另一特别优选的设计方案提出，螺栓的螺杆由套筒、尤其压力套筒围绕，其在装配的螺栓连接中间接地或直接地在一方面气缸盖与另一方面螺栓的螺栓头或螺母之间张紧。利用这样的套筒，可以以别简单的方式吸收预紧力。

根据一备选的设计方案，弹性元件对此相应可在两个弹簧板之间夹紧，弹簧板插到螺栓或螺栓杆上。此外，弹簧板相应可具有套筒形的、伸入螺旋压力弹簧的内周缘中的引导截段和径向伸出的支承环。由此，弹簧抗振荡地保持在其位置中，其中，引导截段同时可用作用于阀罩的弹出止挡(Ausfederanschlag)。

以装配有利的方式，相应的螺栓可固定地旋入气缸盖的螺纹孔中，其中，弹簧板与螺旋压力弹簧相应借助于自锁的螺母共同张紧(同样可能应用附加的防松螺母(Kontermutter))。

此外，在下部的弹簧板和阀罩的相面对的阀罩支承区域(例如凸缘)之间相应可插入阻尼盘(Daempfungsscheibe)，除了附加的密封功能外，其在正常的发动机运行中还阻尼潜在的振荡激励(Schwingungsanregung)。

最后，阀罩至少在设有弹性的和/或弹性挠曲的器件的并且/或者与其相连结的至少一个螺栓连接部的区域中可弹性地来构造并且/或者由以限定的或预设的限度可弹性变形的材料、尤其塑料材料制成。由此，阀罩也可针对性地被设置于较小的压力负荷，使得阀罩在其构件弹性的范围中并且/或者与弹性的和/或弹性挠曲的器件相联系地使针对性的排出功能成为可能。

阀罩优选地设置为包围整个气缸盖的材料统一的并且/或者一体的罩，但是原则上也可通过多个单独的单罩来构造，其与一个或多个气缸相关联。

在气缸盖与阀罩之间的密封部优选地松动地布置在它们之间，由此，密封部在阀罩在该区域中升起时可被吹出(ausblasen)或受损。根据一备选于此的设计方案提出，密封部在装配的基础位置中至少在与弹性地并且/或者弹性挠曲地起作用的器件相连结的和/或设有其的至少一个螺栓连接部的区域中固定地与气缸盖和/或阀罩相连接或至少被保持在那里，使得其在窜气吹出时且在阀罩升起时基本保留在基础位置中并且由此密封座或密封部不被损坏或破坏。密封部在该情况中例如可与气缸盖或阀罩粘合而或也以其它方式材料配合地和/或力配合地和/或形状配合地保持在那里，例如在相应的槽通道中来引导和/或夹住。

附图说明

下面利用进一步的细节来详细阐述本发明的一实施例。其中：

图1显示了根据横流原理的直列式内燃机的气缸盖和阀罩的示例性的且概要性的视图，带有在阀罩处的部分固定的且部分弹性挠曲的螺栓连接部；

图2以立体图示显示了在气缸盖与阀罩之间的弹性挠曲的螺栓连接部中的一个；

图3a显示了根据图1的线III-III的剖面，其穿过带有在螺栓头与安放在作为阀罩支承区域的凸缘上的盘之间张紧的压力弹性元件的、与弹性挠曲的器件相连结的螺栓连接部中的一个；

图3b显示了带有在过压情况中升起的阀罩的根据图3a的图示，

图4显示了根据图1的线IV-IV的剖面，其穿过带有在两个弹簧板之间夹紧的螺旋压力弹簧的、与弹性挠曲的器件相连结的螺栓连接部中的一个。

附图标记清单

1 气缸盖

1a 支承面

1b 螺纹孔

2 阀罩

2a 凸缘

3 “冷的”纵侧

4 “热的”纵侧

5 横侧

6 横侧

7 密封部

8 固定的螺栓连接部

9 与弹性挠曲的器件相连结的螺栓连接部

10 弹簧板

10a 引导截段

10b 支承环

11 螺旋压力弹簧

12 螺栓

13 螺母

14 阻尼盘

15 进入箭头

16 排出箭头

17 螺栓头

18 环形带

19 螺杆

20 压力套筒

21 盘

22 间隙

23 窜气。

具体实施方式

在图1中部分地示出了带有例如四个气缸的直列式内燃机的气缸盖1。该气缸盖1向上由阀罩2覆盖。气缸盖1和阀罩2在俯视图中观察是近似矩形的，带有两个纵侧3、4和两个横侧5、6。

在气缸盖1中，内燃机的各气缸以未示出的方式设置有进气阀和排气阀，其邻接进气道和排气道并且经由未示出的阀控制部来操纵。换气阀及上述进气和排气道的布置如此来选择，使得实现以横流原理的换气；也就是说，从作为进入侧的纵侧3(=冷的发动机侧)至作为排出侧的纵侧4(=热的发动机侧)，根据在图1中绘出的箭头15和16。

以已知的方式将空气分配管、燃烧空气管路、增压管路等联接到进气道处，而将排气弯管(Abgaskrümmer)、排气管路、必要时将废气涡轮增压器的涡轮等联接到排气道处。

未进一步示出的内燃机具有曲轴箱通风部，其带有从气缸-曲轴箱至气缸盖1的至少一个内部的连接，窜气通经由其以已知的方式被引出至吸气系统。

由塑料构成的阀罩2具有带有相应的孔的作为阀罩支承区域的向外伸的、环绕的凸缘2a，经由其，它在密封部7(图3)的中间连接下借助于多个固定的螺栓连接部8(在图1中绘出为十字)和与弹性的和/或弹性挠曲的器件相连结的螺栓连接部9紧密地固定在气缸盖1的平的支承1a上。

固定的螺栓连接部8(图1)通过已知的紧固件(例如旋入气缸盖1的螺纹孔中的螺栓)或通过固定的螺栓和拧紧的螺母在垫片的中间支承下来形成(没有示出)。固定的螺栓连接部8在“热的”纵侧4处(在面对气缸盖1中的排气通道的纵侧处)和在端侧或者横侧5和6处以这样的数目且彼此以这样的间距来布置，使得确保阀罩2在气缸盖1处的密封的均匀的贴靠。

在“冷的”纵侧3处(在进气道的纵侧处)设置弹性挠曲的螺栓连接部9，其接下来详细来说明。

在图3a、3b中示出设有弹性挠曲器件的或与其相连结的螺栓连接部9的一特别优选的根据本发明的设计方案，其主要由在此例如构造为螺旋压力弹簧11的弹簧和固定地插入或旋入气缸盖1中的螺栓12组装而成。螺栓12具有带有螺栓头环形带18的螺栓头17。从螺栓头17或环形带18出发，螺杆19(其具有端部侧的螺纹凸肩(Gewindeansatz))延伸穿过阀罩2的在此构造为凸缘2a的阀罩支承区域以及密封部7直至气缸盖1。为了在旋拧螺栓12时能够施加限定的预紧力，螺杆19被压力套筒20包围或螺栓12以其螺杆19伸过该压力套筒20，其支撑在螺栓头17的环形带18与围绕螺纹孔1b的边缘区域之间。

围绕压力套筒20此外布置有盘21，其优选地构造为平的、水平的盘并且进一步优选地以平的贴靠连接(Anlageverbindung)安放在凸缘2a上。

螺旋压力弹簧11在盘21与螺栓头17的环形带18的下侧之间延伸，其因此在图3a中所示出的装配的状态中利用作为预紧力的限定的压紧力在到气缸盖1的支承面1a的方向上按压凸缘2a。

如果现在应在阀罩2的内部中引起限定的过压的建立，则阀罩2可在螺栓连接部9的区域中在冷的纵侧3处作为过压阀起作用逆着螺旋压力弹簧11的力被从气缸盖1的支承面1a抬离，由此在阀罩2或其凸缘2a与气缸盖1之间构造有间隙22(图3b)，气体23为了卸压可通过其漏出。这仅示意性地且示例性地在图3b中示出。

该卸压导致，可避免在内燃机处的更大的损坏，例如阀罩2的破裂和与此相关的效应。为了使该抬起成为可能，优选地设置成，阀罩2在一定程度上也可弹性变形地来构造。这里应进一步提及，对于松动地装设的密封部7，密封部7也不能或者仅部分地能从气缸盖1抬起并且相应地间隙22那么也可构造在密封部7与阀罩2之间。对于这样松动地装设的密封部7，密封部7经常被吹出，使得密封部7为了其定位适宜的固定必要时也可至少局部地被保持和/或固定在阀罩2或气缸盖1的区域中，例如通过任何合适的材料配合的和/或力配合的和/或形状配合的连接。

根据在图4中示出的一备选的实施形式，设有弹性挠曲的器件的和/或与其相连结的螺栓连接部9主要由在两个弹簧板10之间夹紧的螺旋压力弹簧11(其由限定弹簧常数的弹簧钢构成)和带有旋紧的、实施成自锁的螺母13的固定地插入气缸盖1中的螺栓12组装而成。

弹簧板10在横截面(图3)中实施成帽形并且这里相应具有套筒形的引导截段10a和径向伸出的支承环10b。引导截段10a在螺栓12的杆上基本上形状配合地或以限定的环形间隙距离来引导并且同时形成对围绕其的螺旋压力弹簧11的外引导部。

螺栓12固定地拧入在气缸盖1中在其支承面1a处添加的螺纹孔1b中并且具有向上伸出的杆，以装配顺序在放上密封部7(其必要时与气缸盖1至少在螺栓连接部9的部分区域中固定地粘合或以其它方式在那里形状配合地和/或材料配合地和/或力配合地来保持)和利用凸缘2a安放阀罩2之后将阻尼盘14、带有指向上的引导截段10a的下部的弹簧板10、螺旋压力弹簧11和带有向下伸的引导截段10a的上部的弹簧板10推到该杆上。之后，拧紧螺母13。

该螺栓连接部9的螺母13被如此旋拧，使得在螺旋压力弹簧11的限定的预紧中在弹簧板10的引导截段10a之间还保留有轴向间距s，其允许在阀罩2内的限定的过压下阀罩2的纵侧3的升起。引导截段10a的彼此面对的端侧必要时可用作弹出止挡。

由此导致，在所述的限定的过压下“热的”纵侧4和主要阀罩2的横侧5和6保持密封，而阀罩2在“冷的”纵侧3处作为过压阀起作用地升起并且造成卸压，其有助于避免在内燃机处的更大的损坏，例如阀罩2的破裂和与此相关的效应。对此，阀罩2优选地在一定程度上可弹性变形地来构造。

本发明不限于所说明的实施例。而是对于专业人员熟悉的变型在权利要求的范围中是可能的。

例如，对于根据图4的设有弹性挠曲的器件的螺栓连接部9，代替自锁的螺母13可使用简单的螺母和第二防松螺母。代替固定的螺栓12，还可使用相应长度的自锁的或附加地固定的螺栓。

除了优选地使用在之前所说明的实施形式中的螺旋压力弹簧11之外，还可应用橡胶弹性的弹性元件、膜片弹簧组或其它的弹性元件，其使上述的阀罩2的纵侧3能够针对性地升起。

Claims (15)

1.一种在带有至少一个气缸的内燃机的气缸盖处的阀罩的布置，其中，所述气缸盖具有经由阀控制部可操纵的换气阀，其与至少一个进气和排气道相连接，并且其中，在环形的密封部的中间联接下借助于多个螺栓连接部将向上封闭所述气缸盖的且经由至少一个流动连接部与所述内燃机的曲轴箱间接或直接相连接的至少一个阀罩固定在所述气缸盖上，其特征在于，所述螺栓连接部(9)的至少一部分在所述气缸盖(1)的背对所述气缸盖(1)中的至少一个排气道、且因此面对冷的发动机侧的冷侧(3)设有弹性挠曲的器件(11)并且/或者与所述弹性挠曲的器件(11)相连结，使得所述阀罩(2)在曲轴箱中的限定的过压下以限定的罩区域仅在所述冷侧(3)的区域中从所述气缸盖(1)中升起。

2.根据权利要求1所述的布置，其特征在于，设置有多个成列的气缸，使得所述冷侧(3)由所述气缸盖(1)和/或所述阀罩(2)的纵侧形成，所述纵侧与所述排气道相对。

3.根据权利要求1所述的布置，其特征在于，在横流式内燃机中设有弹性挠曲的器件(11)的和/或与其相连结的至少一个所述螺栓连接部(9)定位在所述内燃机的面对所述气缸盖(1)中的至少一个进气道的且构造所述冷侧(3)的侧面上。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的布置，其特征在于，除了设有弹性挠曲的器件(11)和/或与之相连结的在所述冷侧(3)上的至少一个所述螺栓连接部(9)之外，所述螺栓连接部的至少一部分在大致在横向上以及在它的相对的端部处联接到所述冷侧(3)处的侧面处与弹性挠曲的至少一个器件相连结，和/或设有所述器件。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的布置，其特征在于，所述弹性挠曲的器件(11)具有弹性元件或者由所述弹性元件形成，所述弹性元件与相应所关联的所述螺栓连接部(9)相连结，使得所述弹性元件在装配的基础状态中以限定的预紧力在气缸盖(1)方向上预紧贴靠和/或安放在所述气缸盖(1)处的阀罩支承区域(2a)，其中，所述阀罩支承区域(2a)在限定的过压下逆着所述弹性元件的力从所述气缸盖(1)中升起。

6.根据权利要求5所述的布置，其特征在于，所述螺栓连接部(9)具有螺栓(12)，其穿过所述阀罩支承区域(2a)被拧入所述气缸盖(1)中，其中，所述弹性元件被所述螺栓(12)的以限定的和/或预设的程度超过所述阀罩支承区域(2a)的螺杆(19)这样穿过，使得所述弹性元件相应间接地或直接地在一方面螺杆侧的止挡元件(17, 18)与另一方面所述阀罩支承区域(2a)之间张紧并且将限定的或预设的压紧力在气缸盖(1)方向上施加到所述阀罩支承区域(2a)上。

7.根据权利要求6所述的布置，其特征在于，螺杆侧的所述止挡元件由所述螺栓(12)的螺栓头或由能够旋拧到螺栓上的螺母(13)或由至少一个螺杆侧的凸起形成，所述弹性元件支撑在其处。

8.根据权利要求6或7所述的布置，其特征在于，所述弹性元件在所述阀罩支承区域(2a)处间接地支撑在由所述螺栓(12)的螺杆(19)穿过的弹簧板状的盘(21)上。

9.根据权利要求6至7中任一项所述的布置，其特征在于，所述螺栓(12)的螺杆(19)由刚性的衬套或套筒(20)围绕，其在装配的螺栓连接部(9)中作为压力套筒间接地或直接地在一方面所述气缸盖(1)与另一方面所述螺栓的螺栓头或者螺母之间张紧。

10.根据权利要求5所述的布置，其特征在于，所述弹性元件在两个弹簧板(10)之间张紧，所述弹簧板(10)插到螺栓(12)上，其中，所述弹簧板(10)具有套筒形的、伸入所述弹性元件的内周缘中的引导截段(10a)和径向伸出的支承环(10b)。

11.根据权利要求10所述的布置，其特征在于，所述螺栓(12)固定地旋入所述气缸盖(1)的螺纹孔(1b)中，其中，所述弹簧板(10)与所述弹性元件借助于自锁的螺母(13)共同张紧。

12.根据权利要求10或11所述的布置，其特征在于，在在安装位置中下部的弹簧板(10)与所述阀罩(2)的阀罩支承区域(2a)之间插入阻尼盘(14)。

13.根据权利要求1-3中任一项所述的布置，其特征在于，所述阀罩(2)至少在设有弹性挠曲的器件并且/或者与所述弹性挠曲的器件相连结的至少一个所述螺栓连接部(9)的区域中弹性地来构造并且/或者由能够弹性变形的材料来制造。

14.根据权利要求1-3中任一项所述的布置，其特征在于，所述阀罩(2)构造为包围整个所述气缸盖(1)的、材料统一地和/或一体地构造的罩件。

15.根据权利要求1-3中任一项所述的布置，其特征在于，所述密封部(7)在装配的基础位置中松动地布置在所述气缸盖(1)与所述阀罩(2)之间，或者所述密封部(7)至少在与弹性地和/或弹性挠曲地起作用的至少一个器件相连结的和/或设置有其的所述螺栓连接部(9)的区域中形状配合地和/或力配合地和/或材料配合地与所述气缸盖(1)和/或所述阀罩(2)相连接。