CN106988825A - 用于实用汽车的内燃机的金属中空阀 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于实用汽车的内燃机的金属中空阀(1)。金属中空阀(1)包括管状阀杆(2)，其并入阀头(3)中，阀头(3)具有的外径相比于阀杆(2)加宽，其中，阀杆(2)和阀头(3)划界共同中空空间(4)。阀杆(2)具有的外径(dA)大于7mm，内径(dI)至少为4.5mm。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于实用汽车的内燃机的金属中空阀。此外，本发明涉及一种具有这种金属中空阀的实用汽车的内燃机。最后，本发明涉及具有这种内燃机的实用汽车。
背景技术
增加实用汽车的内燃机中的热负荷使得逐渐需要冷却中央部件诸如用于打开以及关闭这些车辆的内燃机的空气入口和排气出口的阀。从载客汽车行业公知的是，设计所述阀，这种阀是所谓的金属中空阀，其包括位于内部的液体冷却介质。对于金属中空阀普遍适用的是，它们比实心阀具有较低自身重量，由于所述填充冷却介质，允许改善散热。
由于对实用汽车中的所述阀关于耐磨性和使用寿命的要求显著高于载客汽车行业，并且迄今为止通过常规中空阀不能实现该要求，因此迄今为止实用汽车中未采用常规中空阀。
发明内容
因此，本发明的目的是创建一种用于金属中空阀的改进的实施例，还尤其适合于用于使用在实用汽车中的磨损特性以及使用寿命。
根据本发明，该目的通过独立专利权利要求的主题解决。有利实施例是从属专利权利要求的主题。
根据本发明用于实用汽车的内燃机的金属中空阀包括管状阀杆，其并入阀头中，阀头具有的外径相对于阀杆加宽。此处，“金属”意味着阀杆以及该阀头的材料是金属或者包括金属。根据本发明的阀杆和阀头包括共同中空空间。所述中空空间能够被冷却介质填充以明确改善来自中空阀的散热。现在实验测试惊奇地表明，当阀杆具有的外径大于7mm并且划界中空空间的内径至少为4.5mm时，金属中空阀还能够满足关于实用汽车中耐磨性和期望使用寿命的要求。对本发明来说实质的阀杆的所述尺寸导致依靠存在于中空空间中的冷却介质，热能够尤其有效地分散以及均匀分布来自中空阀的热。
为了实现尤其高耐磨性和尤其长的使用寿命，阀杆能够特别优选具有的外径在8mm至11mm之间。可替换地或者此外，阀杆能够具有的内径在5mm至7mm之间。
在有利的进一步发展中，阀头包括背向阀杆的头基座，其具有的基座厚度在2mm至4mm之间。这种精密的，即基座厚度的相当薄的壁构造导致尤其均匀将中空阀热耦合至内燃机的燃烧室，其中，采用中空阀作为阀驱动的一部分。尤其，由于在头基座的区域中不均匀加热中空阀，依靠该测量能够抵消形成不期望的破裂。
为了能够尽可能有效的实现冷却金属中空阀，精密的设计阀杆的壁厚度，即相当薄的壁。利用该版本，因此阀杆的壁厚度在1.5mm至5mm之间。
为了能够实现尽可能有效的金属中空阀的期望的冷却，还能够精密地设计在阀杆和阀头之间的区域中即在所谓的阀颈的区域中中空阀的壁厚度。特别优选地，阀颈的所述壁厚度量值在1.5mm至5mm之间。
在另一优选实施例中，阀头依靠锻造或者依靠电化学机加工生产。以该方式，能够实现暴露于尤其高热负荷的阀头的高耐磨性。
在优选实施例中，中空空间局部由流体、优选由钠填充。这允许尤其有效的分散被阀头区域中的中空阀吸收的来自内燃机的燃烧室的热。
此外，本发明涉及一种具有至少一个包括燃烧室的气缸的用于实用汽车的内燃机。空气入口和排气出口设置在在燃烧室上。此外，内燃机包括阀驱动器，其用于打开以及关闭包括上文介绍的金属中空阀的空气入口和/或排气出口。因此，上文解释的金属中空阀的优势被传递至根据本发明的内燃机。
在根据本发明的内燃机的优选实施例中，空气入口和/或排气出口被阀座围绕，处于关闭位置的中空阀用接触段靠着阀座。在关闭位置，中空阀分别关闭空气入口和排气出口。中空阀至少在接触段的区域中被硬化。该测量导致改善了中空阀的耐磨性。
优选地，接触段的硬化层能够依靠等离子粉末沉积焊接产生，特别优选使用铁(Fe)或者钴(Co)作为填充材料。以该方式产生的硬化层具有尤其长使用寿命。
此外，本发明涉及一种具有上文介绍的内燃机的实用汽车。因此根据以上提到的本发明的内燃机的优势还被传递至根据本发明的实用汽车。
依靠附图，本发明的另一重要特征及优势获得于从属权利要求、附图以及关联的附图说明。
应该理解的是，以上提到的以及以下仍解释的特征不仅能够使用在相应的组合状态，而且能够使用在其他组合中或者被它们自身使用，这并未脱离本发明的范围。
本发明的优选示范实施例示出于附图中并且更详细地解释在以下说明中，其中，相同参考标记指代相同或者类似或者功能相同的部件。
附图说明
唯一的图1示出了根据本发明的金属中空阀1沿着中空阀的阀杆2的中心纵向轴线M的纵向截面。依靠中心纵向轴线M，轴向方向被限定。沿着轴向方向A，阀杆2并入阀头3中，阀头3相比于阀杆2具有加宽的外径dA。阀杆2和阀头3一体地模制至彼此。阀头3能够依靠锻造或者依靠电化学机加工生产。
具体实施方式
正如显而易见于图1的，阀杆2和阀头3–对本领域技术人员还公知为阀盘–具有共同中空空间4。该中空空间4局部地由流体、优选由钠填充，为了清楚起见，其未示出在图1中。阀杆2具有的外径dA大于7mm。优选地，用于外径dA的值在8mm至11mm之间。此外，阀杆具有的内径dI至少为4.5mm。优选地，用于内径dI的值在5mm至7mm之间。特别优选地，阀杆具有的壁厚度d在1.5mm至5mm之间。此处，所述壁厚度限定为外径dA和内径dI之间的差。
正如进一步显而易见于示意图图1的，阀头3具有背向阀杆2的头基座5，其具有的基座厚度dB在2mm至5mm之间。此外，形成在阀杆2和阀头3之间的阀颈6的壁厚度dK能够在1.5mm至5mm之间。
能够采用图1示出的中空阀1作为实用汽车的内燃机(未示出在图1)的阀驱动器的一部分，以打开以及关闭空气入口和/或排气出口。空气入口或者排气出口能够被阀座围绕，中空阀在关闭位置1用接触段7靠着阀座，在关闭位置，其分别关闭空气入口和排气出口。仅示意地指示在图1的接触段7在内燃机中阀驱动器的操作期间暴露于特定机械以及热负荷。基于该原因，中空阀1能够设计成至少在接触段7的区域中被硬化。接触段7的这种硬化层能够尤其依靠等离子粉末沉积焊接产生，特别优选使用铁(Fe)或者钴(Co)作为填充材料。
Claims (10)
1.一种用于实用汽车的内燃机的金属中空阀(1)，具有：
管状阀杆(2)，其并入阀头(3)中，所述阀头(3)具有的外径相比于所述阀杆(2)加宽，其中，所述阀杆(2)和所述阀头(3)划界中空空间(4)，其特征在于，
所述阀杆(2)具有的外径(dA)大于7mm，优选在8mm至11mm之间，
所述阀杆(2)具有的内径(dI)至少4.5mm，优选在5mm至7mm之间。
2.根据权利要求1所述的金属中空阀，其特征在于，
所述阀头(3)包括背向所述阀杆(2)的头基座(5)，其具有的基座厚度(dB)在2mm至5mm之间。
3.根据权利要求1或2所述的金属中空阀，其特征在于，
所述阀杆(2)的壁厚度(d)在1.5mm至5mm之间。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的金属中空阀，其特征在于，布置于阀杆(2)和阀头(3)之间的阀颈(6)的壁厚度(dK)在1.5mm至5mm之间。
5.根据前述权利要求中任一项所述的金属中空阀，其特征在于，
所述阀头依靠锻造或者依靠电化学机加工(ECM)生产。
6.根据前述权利要求中任一项所述的金属中空阀，其特征在于，
所述中空空间(4)局部地由流体、优选由钠填充。
7.一种用于实用汽车的内燃机，其具有：
至少一个包括燃烧室的气缸，其中，空气入口和排气出口设置在所述燃烧室上，
阀驱动器，其用于打开以及关闭所述空气入口和/或所述排气出口，包括根据前述权利要求中任一项所述的金属中空阀(1)。
8.根据权利要求7所述的内燃机，其特征在于，
所述空气入口和/或所述排气出口被阀座围绕，所述金属中空阀(1)在关闭位置用接触段(7)靠着所述阀座，在所述关闭位置其关闭所述空气入口或者所述排气出口，其中，所述金属中空阀(1)至少在所述接触段(7)的区域中被硬化。
9.根据权利要求8所述的内燃机，其特征在于，
所述接触段(7)的硬化层使用铁(Fe)或者钴(Co)作为填充材料依靠等离子粉末沉积焊接产生。
10.一种具有根据权利要求8或9所述的内燃机的实用汽车。
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