DD288431A5 - Ventilfuehrung fuer auslassventile von brennkraftmaschinen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ventilfuehrung fuer Auslaszventile von Brennkraftmaschinen, die insbesondere mit Schweroel betrieben werden und deren Fahrregime haeufig in unteren Lastbereichen liegt. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Ventilfuehrung zu entwickeln, die so beschaffen ist, dasz sich insbesondere bei Betrieb im Teillastbereich ein Temperaturniveau einstellt, das ein Erreichen oder Unterschreiten des Taupunktes verhindert. Erfindungsgemaesz wird die Aufgabe dadurch geloest, dasz auf der dem Auslaszkanal zugewandten Seite am Auszenumfang der Ventilfuehrung eine Freidrehung auf einer Laenge von 30 bis 50% der Fuegelaenge eingebracht ist, die mit der Bohrungswandung des Zylinderkopfes einen Ringraum bildet, der an seinem auslaszkanalseitigen Ende durch einen fest angeordneten umlaufenden Steg aus einem Werkstoff mit niedriger Waermeleitzahl begrenzt ist und sich gegen die Bohrungswandung des Zylinderkopfes abstuetzt. Figur{Ventilfuehrung; Auslaszventil; Brennkraftmaschine; Schweroel; Taupunkt; Freidrehung; Ringraum; Zylinderkopf; Steg; Waermeleitzahl}

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Ventilführung für Auslaßventile von Brennkraftmaschinen, die insbesondere mit Schweröl botrieben werden und deren Fahrregime häufig in den unteren Lastbereichen liegt.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Bei Brennkraftmaschinen, in denen schwefelhaltige Schweröle verbrannt werden, gelengen mit den aufsteigenden Verbrennungsgasen Schwefelanteile und Wasserdampf in den Spalt zwischen Ventilschaft und Ventilführung. Schwefelanteile und Wasserdampf verbinden sich bei Erreichen oder Unterschreiten des Taupunktes (ca. 14O⁰C) zu Schwefelsäure, die in dem Bereich, in dem Taupunkttemperatur herrscht, Ventilführung und Ventilschaft angreift. Es entsteht korrosiver Verschleiß, der auch mit Kaltkorrosion bezeichnet wird. So wird eine Ventilführung beschrieben, die vollständig aus teilstabilisiertem Zirkonoxid besteht und die die Aufgabe hat, die Verschleißfestigkeit zu erhöhen. Auf Grund des niedrigen Wärmeleitvermögens von Zirkonoxid (2,5 W/m K) wird bei einer vollständig aus dieser Keramiksorte hergestellten Auslaßventilführung beim Betrieb von Brennkraftmaschinen mit Schweröl die gewünschte Anhebung des Temperaturniveaus zur Vermeidung von Kaltkorrosion erzielt.

Informationsquelle: DE-PS 3301912, F01 L 3/08.

Der Nachteil derartiger Vollkeramikführungen besteht in dein hohen Fertigungsaufwand.

Eine weitere Ventilführung ist so ausgeführt, daß die zur Führung des Auslaßventils vorgesehene Bohrung an ihrem unteren Ende auf einen größeren Durchmesser abgesetzt ist. In dieser abgesetzten Bohrung ist eine Buchse angeordnet, die an ihrem Außendurchmesser eine Freidrehung aufweist, die mit der Bohrungswandung der Ventilführung einen Ringraum bildet.

Informationsquelle: DD-PS 143646, F01 L3/08.

Betriebsergebnisse zeigten jedoch, daß die mit dieser Lösung anges'.rebte Temperaturerhöhung zur Vermeidung von Kaltkorrosion bei Betrieb mit Schweröl nicht in jedem Falle erreicht wurde.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, eine Ventilführung für Auslaßventile von Brennkraftmaschinen zu schaffen, die kostengünstig zu fertigen ist und mit der die bei Schwerölbetrieb in den unteren Lastbereichen auftretenden Verschleißerscheinungen infolge Kaltkorrosion an Ventilführung und Ventilschaft sicher vermieden werden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Ventilführung für Auslaßventile von Brennkraftmaschinen für Schwerölbetrieb zu entwickeln, die so beschaffen ist, daß sich insbesondere bei Betrieb im Teillastbereich ein Temperaturniveau einstellt, das ein Erreichen oder Unterschreiten des Taupunktes verhindert.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß auf der dem Auslaßkanal zugewandten Seite am Außenumfang der Ventilführung eine Freidrehung auf einer Länge von 30 bis 50% der Fügelänge eingebracht ist, die mit der Bohrungswandung des Zylinderkopfes einen Ringraum bildet, der an seinem auslaßkanalseitigen Ende durch einen fest angeordneten umlaufenden Steg zur Wärmedämmung aus einem Werkstoff mit niedriger Wärmeleitzahl begrenzt ist und sich gegen die Bohrungswandung des Zylinderkopfes abstützt.

Vorteilhafterweise ist der Steg in einer Ausnehmung am Außendurchmesser der Ventilführung eingebettet. In einer weiteren Auscostaltung der Erfindung ist der Steg aus zwei Halbschalen gebildet. Vorzugsweise besteht der Stegwerkstoff aus Oxidkeramik. Durch diese Ausführung der Ventilführung ist der Wärmefluß vom heißen Auslaßventil zum gekühlten Zylinderkopf Im unteren Bereich der Ventilführung eingedämmt, da die Wandberührung zwischen Zylinderkopf und Ventilführung durch die Freidrehung aufgehoben ist und der für die zentrische Lage bzw. Abstützung der Ventilführung erforderliche umlaufende Steg in der Nähe des Auslaßkanals aus einem Werkstoff mit einer niedrigen Wärmeleitzahl besteht. Bei diesor Verbundkonstruktion wird die gute Gleiteigenschaft des üblicherweise für Ventilführungen verwendeten Gußeisens mit perlitischem Gefüge in keiner Weise beeinflußt. Durch Variieren der Stegbreite und Länge der Freidrehung kann die Temperatur in dem kritischen unteren Abschnitt der Ventilführung für alle Lastgebiete der Brennkraftmaschine so abgestimmt werden, daß die Taupunkttemperatur nicht unterschritten und die maximale zulässige Temperatur zur Erhaltung der Schmiereigenschaft dos Öles nicht überschritten wird.

Ausführungsbelsplel Anhand einer Schnittzeichnung soll die erfindungsgemäße Lösung näher erläutert werden.

In einer Aufnahmebohrung eines Zylinderkopfes 2 ist oberhalb eines Auslaßkanals 5 eine Ventilführung 1 angeordnet. Am unteren, dem Auslaßkanal 5 zugewandten Ende Ist der Außendurchmesser der Ventilführung 1 auf einer Länge von 50%, bezogen auf die Fügelänge, mit einer Freidrehung versehen, so daß zwischen der Ventilführung 1 und der Bohrungswandung des Zylinderkcpfes 2 ein Ringraum 3 entsteht. In Höhe des Austritts der Aufnahmebohrung für die Ventilführung 1 ist zur stabilen Lagesicherung ein umlaufender Steg 4 angeordnet, der zur Einschränkung des an dieser Stelle besonders hohen Wärmestroms aus einem schlecht leitenden Werkstoff, vorzugsweise Zirkonoxid, besteht. Von Vorteil ist es, daß Zirkonoxld eine etwa 20fanh niedrigere Wärmeleitzahl als Gußeiden bei annähernd gleicher Wärmeausdehnung aufweist. Der Steg 4 ist mit der Ventilführung 1 fest, beispielsweise durch Aufspritzen, verbunden.

Die Dicke des Steges 4 sollte mindestens 1,5mm betragen. In vorteilhafter Welse ist der Steg 4 in einer muldenartigen Ausnehmung innerhalb der Freidrehung eingebettet. Möglich ist es auch, den Steg 4 aus zwei Halbschalen vorfertigen, die in der muldenartigen Ausnehmung der Freidrehung mittels eines wärmebeständigen Klebers mit der Ventilführung fest verbunden werden.

Claims (4)

1. Vehtilführung für Auslaßventile von Brennkraftmaschinen, ausgebildet als röhrenförmiger, zylindrischer Körper mit einem äußeren, in die Aufnahmebohrung des Zylinderkopfes passenden Durchmesser sowie einer Bohrung, in welcher der Ventilschaft des Hubventils gleitend angeordnet ist, gekennzeichnet dadurch, daß auf der dem Auslaßkanal zugewandten Seite am Außenumfang der Ventilführung (1) eine Freidrehung auf einer Länge von 30 bis 50% der Fügelänge eingebracht ist,.die mit der Bohrungswandung des Zylinderkopfes (2) einen Ringraum (3) bildet, der an seinem auslaßkanalseitigen Ende durch einen fest angeordneten umlaufenden Steg (4) aus einem Werket off mit niedriger Wärmeleitzahl begrenzt ist und sich gegen die Bohrungswandung des Zylinderkopfes (2) abstützt.

2. Ventilführung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Steg (4) in einer Ausnehmung am Außendurchmesser der Ventilführung (1) eingebettet ist.

3. Ventilführung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Steg (4) aus zwei Halbschalen gebildet ist.

4. Ventilführung nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß der Steg (4) vorzugsweise aus Oxidkeramik beoceht.