CN109415955A - 用于内燃机的气体交换阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于内燃机(2)的气体交换阀(1)，其具有阀体和阀头(4)，所述阀体具有沿轴向阀杆轴(A)延伸的阀杆(3)，所述阀头(4)与所述阀杆(3)相邻，并且沿轴向背向所述阀杆(3)延伸，并且使得其相对于阀杆轴(A)沿径向朝向外侧变宽，其中，在所述阀头(4)的基本上相对于所述阀杆轴(A)正交而构造的基础表面(5)与所述阀杆(3)之间阀座表面(6)构造在所述阀头(4)上，其中在所述阀头(4)的所述基础表面(5)中设置有至少一个凹陷(7)。在此对于本发明必要的是，所述至少一个凹陷(7)以在所述阀座表面(6)的区域中所述阀头(4)的硬度局部减小的方式布置和构造。结果，尤其是能够以改进的方式补偿局部的阀座磨损。

Description

用于内燃机的气体交换阀
技术领域
根据权利要求1的前序部分，本发明涉及一种用于内燃机的气体交换阀，其具有阀体。除此之外，本发明涉及一种具有这样的气体交换阀的内燃机。
背景技术
从EP2743468A1已知普遍的用于内燃机的气体交换阀，其尤其是能够被设计为用于纵向排气的大两冲程柴油发动机的排气阀。在此，已知的气体交换阀包括阀体，所述阀体具有阀杆和阀头，所述阀杆沿着轴向阀杆轴延伸，所述阀头邻接阀杆并且沿轴向远离阀杆而延伸，而且相对于阀杆轴沿径向朝向外侧延伸。在此，阀座表面在阀头的基本上正交于阀杆轴而形成的基础表面与阀杆之间形成在阀头上。在阀头的基础表面中，另外地设置有凹陷，在所述凹陷中布置有第一防腐蚀涂层的形式的防腐蚀涂层。特别地，在阀体中实现了堆焊期间的部件变形以及与此相关的残留张应力的减少。
从DE10160942A1已知建成的用于内燃机的气体交换阀，其中阀杆以防应力和防压缩的方式连接至阀头。在连续的中央开口的区域中，阀头包括用于杆侧接头的环形接触面。另外，中央开口在阀头的燃烧室侧变宽，其中阀杆的头侧端以如下的方式被可塑地变宽：该变宽以可靠的锁定方式被变宽。关于耐久性，为了增加阀头与阀杆之间的连接，中央开口的燃烧室侧的变宽以及因此采用的形状，形成为非圆形的阀杆的端侧变宽，使得由于阀杆与阀头之间的该可靠的防旋转锁定装置能够被实现。
即使由于转换为无铅汽油，即，转换为没有添加四乙基铅的汽油，为了能够补偿由于缺少四乙基铅而同样缺少的润滑效果，通常采用加硬的阀座环以及气体交换阀。通过这样的加硬的气体交换阀或加硬的阀座环，通常能够增加气体交换阀或阀座环的耐磨性，但是起因不明的磨损的增加的迹象经常发生在局部。由于这样的局部磨损区域，即，区域地较窄地限定的磨损区域，尽管是加硬的阀座环和加硬的气体交换阀，也总是存在泄漏的危险。
发明内容
本发明因此解决如下的问题：针对普遍类型的气体交换阀提出改进的、或者至少替代的实施例，其特征尤其是在于磨损的局部迹象的更好的补偿。
根据本发明，该问题经由独立权利要求1的主题解决。有益的实施例为从属权利要求的主题。
本发明基于如下的主要构思：将气体交换阀在其阀座表面的区域中构造得较软，即，硬度较小，并且由此使其更好地抵靠阀座放置或与阀座挤在一起，并且除此之外能够补偿局部出现的磨损表现，尤其是在阀座表面的区域中或者在阀座或阀座环的区域中。根据本发明的用于内燃机的气体交换阀，通常用于往复活塞式内燃机，包括具有阀杆和阀头的阀体，所述阀杆沿着轴向阀杆轴延伸，所述阀头与所述阀杆相邻，以已知的方式沿轴向背向阀杆延伸，并且关于阀杆轴沿径向向外侧变宽。在此，在阀头的基本上正交于阀杆轴而形成的基础表面与阀杆之间，形成有阀座表面或阀头，其中在阀头的该基础表面中设置有至少一个凹陷。根据本发明，该至少一个凹陷现在以在阀座表面的区域中局部地减小阀头的硬度的方式布置和设计。这意味着阀头本身没有被较软地设计，而是仅仅进行硬度的局部减小，使得阀头通过其阀座表面而能够更好地抵靠内燃机的阀座放置，并且尤其是能够更好地补偿在那里局部出现的磨损表现。通过根据本发明的至少一个凹陷，因此能够更好地补偿局部磨损表现，并且由此增加了内燃机整体长期的耐磨性。在此，至少一个凹陷能够与气体交换阀一起制造，或者随后被引入到气体交换阀中，例如通过合适的去除方法。在此，气体交换阀本身能够包括与阀杆形成为一体件的阀头，或者替代地设计为建成的气体交换阀。
在根据本发明的技术方案的有益的另一个发展中，凹陷形成为环形沟槽。该环形沟槽具有弓形(圆段状，circular segment-like)的截面，并且或者与阀头的基础表面的外边缘间隔开地布置，或者直接布置在阀头的基础表面的外边缘上。不管两个替代实施例，通过根据本发明的环形沟槽能够使阀座表面的区域中的阀头变弱，并且由此减小其硬度。通过阀座表面的区域中的阀头的局部减小的硬度，使得阀头通过其阀座表面而能够较软地放置，并且因此能够更好地抵靠内燃机侧的阀座而放置，其结果是尤其是明显改进了局部磨损区域的补偿。
在根据本发明的技术方案的另一个有益的实施例中，凹陷形成为球段形(spherical segment-like)并且离心地布置。通过这样的实施例尤其是能够仅仅补偿在某个角度范围上出现的局部限定的磨损表现。在离心地并且尤其不是在圆周上不均匀地延伸的沟槽的情况下，需要设置防旋转装置，其防止至少一个热交换阀的旋转，并且同时确保其预定的圆周区域上的阀头的硬度的局部减小总是保持分配至内燃机上的阀座的相关局部圆周区域。
而且，本发明基于如下的主要构思：为内燃机装备至少一个这样的气体交换阀，其中所述气体交换阀在关闭的状态下在内燃机的相关的阀座上与其阀座表面紧密地放置。根据本发明，通过阀座表面的区域中的阀头的硬度的局部减小，尤其是能够影响阀座的局部磨损表现，或者能够补偿这样的局部磨损表现。
本发明的进一步重要的特征和益处从从属权利要求、附图以及通过附图的相关附图描述获得。
将理解的是，在没有脱离本发明的范围的情况下，上述的特征以及留待在下文中说明的特征不仅能够用于所提出的结合中，而且还能够用于其他结合中或者由它们本身使用。
附图说明
本发明优选的示例性实施例示出在附图中，并且在接下来的描述中更加详细地说明，其中相同的附图标记涉及相同或相似或功能上相同的部件。
在每种情况下示意性地示出有，
图1a为穿过根据本发明的具有根据本发明的气体交换阀的内燃机的截面表示，
图1b为从气体交换阀的基础表面下方的视图，
图2a至图8a为在每种情况下的根据图1a的截面表示，只是具有与其不同的凹陷，
图2b至图8b为在每种情况下的从相应的相关气体交换阀的基础表面的下方的相关视图。
具体实施方式
根据图1至图8，根据本发明的用于内燃机2的气体交换阀1包括阀体，所述阀体具有阀杆3和阀头4，所述阀杆3沿着轴向阀杆轴A延伸，所述阀头4邻接所述阀杆3。在此，阀头4沿轴向背向阀杆3而延伸，并且相对于阀杆轴A沿径向向外侧变宽。在阀头4的基本上正交于阀杆轴A而形成的基础表面5与阀杆3之间，阀座表面8形成在阀头4上，其中在阀头4的该基础表面5中设置有至少一个凹陷7。在此，根据本发明以如下的方式布置和形成至少一个凹陷7：阀头4在阀座表面6的区域中的硬度被局部地降低，并且由此该阀头4在阀座6的区域中变得更软，并且能够更好地抵靠内燃机2的阀座8放置或与内燃机2的阀座8挤在一起。通过这样的凹陷7，尤其是还能够实施仅仅局部有效的阀头4的硬度的降低，其结果是能够补偿仅仅在阀头4或阀座8的圆周局部产生的磨损表现。
例如观看根据图1和图4的凹陷7，明显的是在该情况下凹陷7形成为环形沟槽9，其中根据图1b的环形沟槽9直接布置在阀头4的基础表面5的外边缘10上，其中根据图4所示的实施例，其与阀头4的基础表面5的外边缘10间隔开地布置。然而，两个实施例共同之处在于阀头4在其阀座表面6的区域中被较软地实施，即，关于硬度方面被减小，并且由此使得能够更好地抵靠内燃机2的阀座8而放置。更好地在该情况下通常意味着紧密的。
观看根据图2、图3、图5以及图6所示的凹陷7，明显的是其同样形成为球段状并且同时离心地布置。相比于根据图1和图4的凹陷7，然而根据图2和图3的凹陷没有在阀头4的基础表面5的圆周上均匀地延伸，而是限制于某个角度范围。在这样的凹陷7的情况下，因此需要在内燃机2上设置防旋转装置11，其防止气体交换阀1绕其阀杆轴A的旋转运动，并且由此确保凹陷7总是保持在所建立的角度范围。这样的防旋转装置11能够例如经由适当的阀杆引导件而以已知的方式实现。通过根据图5和图6的两个对称布置的凹陷7，尤其是能够抵消汽缸热变形。
观看图1a至图8a，同样明显的是阀座8布置在阀座环12上，就像气体交换阀1的阀座表面6那样，其能够例如被加硬，从而无损坏地耐久地承受内燃机2中增加的负荷。
观看根据图3a、图3b以及图6b的凹陷7，明显的是，从基础表面5观看，即，在该情况下从下方观看，具有圆形并且基本上在该区域中对阀头4关于其硬度和强度进行了减弱。根据图3a，能够尤其是在阀杆轴A的右侧实现阀头4的明显软化以及因此的阀头4的阀座表面6的明显软化，其结果是在该地点局部地与内燃机2的阀座8同样弹性地并且因此尤其是紧密地挤在一起。根据图6，能够尤其是在阀杆轴A的右侧和左侧实现阀头4的明显软化以及因此的阀头4的阀座表面6的明显软化。凹陷7能够例如与气体交换阀1的制造一起制造，其中显然也能够想到诸如蚀刻、研磨或铣削的顺序的加工方法或去除方法。在此，气体交换阀1本身能够具有与阀杆3形成为单件的阀头，其中在阀杆3中布置有阀杆孔13，在所述阀杆孔13中例如能够接纳用于阀冷却的冷却剂，尤其是钠。
关于根据图7和图8的凹陷7能够注意到的是，在图7b中右侧的凹陷7到达至边缘10，同时在左侧的凹陷7的情况下仍然保持某个边缘距离。在根据图8a和图8b的凹陷的情况下，两个凹陷7延伸至边缘10。这些能够通过简单的铣削工具制造，并且随后具有弓形(圆段状，circular segment-like)的形状。如从图7和图8明显的，凹陷的宽形状范围显然也能够彼此结合。
通过根据本发明的气体交换阀1以及根据本发明的相关的内燃机2，通过阀头4在阀座表面6的区域中的硬度的减小尤其是能够更容易地补偿局部的阀座磨损，这是主要的益处，因为这样的局部阀座磨损常常发生，却不知道其原因。

Claims (8)

1.一种用于内燃机(2)的气体交换阀(1)，其具有阀体和阀头(4)，所述阀体具有沿轴向阀杆轴(A)延伸的阀杆(3)，所述阀头(4)与所述阀杆(3)相邻，相对于阀杆轴(A)沿径向变宽，并且沿轴向背向所述阀杆(3)向外侧延伸，其中，在所述阀头(4)的基本上正交于所述阀杆轴(A)而形成的基础表面(5)与所述阀杆(3)之间阀座表面(6)形成在所述阀头(4)上，其中在所述阀头(4)的所述基础表面(5)中设置有至少一个凹陷(7)，其特征在于，所述至少一个凹陷(7)以所述阀头(4)的硬度在所述阀座表面(6)的区域中局部减小的方式布置和设计。
2.根据权利要求1所述的气体交换阀，其特征在于，凹陷(7)形成为环形沟槽(9)。
3.根据权利要求2所述的气体交换阀，其特征在于，所述环形沟槽(9)与所述阀头(4)的所述基础表面(5)的外边缘(10)间隔开地布置。
4.根据权利要求2所述的气体交换阀，其特征在于，所述环形沟槽布置在所述阀头(4)的所述基础表面(5)的外边缘(10)上。
5.根据权利要求1所述的气体交换阀，其特征在于，凹陷(7)设计为球段形，并且离心地布置。
6.一种内燃机(2)，其具有至少一个根据前述权利要求中的任一项所述的气体交换阀(1)，并且具有相关的阀座(8)，在所述阀座(8)上所述气体交换阀(1)与其阀座表面(6)以闭合的状态紧密地放置。
7.根据权利要求6所述的内燃机，其特征在于，设置有防旋转装置(11)，其防止至少一个气体交换阀(1)绕其阀杆轴(A)的旋转。
8.根据权利要求6或7所述的内燃机，其特征在于，阀座(8)布置在阀座环(12)上。
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