DE2532240C3 - Supercharged internal combustion engine with a cavity provided with a lubricating oil feed line in the area of the gas exchange valve guide - Google Patents
Supercharged internal combustion engine with a cavity provided with a lubricating oil feed line in the area of the gas exchange valve guideInfo
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Description
Eindringen vcn einem gasförmigen Druckmedium in den durch das Spiel gebildeten Spalt zwischen Führung und vorderem Ende des Ventilschaftes bis zum Ringhohlraum, bzw. ein Ölverlust durch Austreten von Öl in den Gaswechselkanal völlig vermieden wird und auch dieser Bereich im wesentlichen ständig unter Schmierung läuftPenetration of a gaseous pressure medium into the gap between the guide formed by the play and the front end of the valve stem up to the ring cavity, or an oil loss due to leakage from Oil in the gas exchange channel is completely avoided and also this area is essentially constantly under Lubrication is running
Dies wird bei einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch erreicht, daß der statische Druck des dem Hohlraum ständig zugeführten Schmieröls niedriger als der niedrigste in der Gaswechseüeitung herrschende Druck istThis is achieved in an internal combustion engine according to the preamble of claim 1 in that the static pressure of the lubricating oil constantly supplied to the cavity is lower than the lowest in the gas exchange line prevailing pressure is
Durch diese erfindungsgemäße Anordnung wird also erreicht, daß in dem Ringhohlraum Schmieröl ständig unter Überdruck steht, welches in den Spielspalt in '5 Richtung zum vorderen Ende der Ventilführung eindringen kann und durch den Druck des gasförmigen Druckmediums im Gaswechselkanal, d. h. im Einlaß- oder Auslaßkanal, daran gehindert ist, aus dem Spielspalt der Ventilführung auszufließen, so daß Ölverluste nicht auftreten können.This arrangement according to the invention thus ensures that lubricating oil is constantly in the annular cavity is under overpressure, which is in the play gap in '5 Direction to the front end of the valve guide can penetrate and through the pressure of the gaseous Pressure medium in the gas exchange channel, d. H. in the inlet or outlet channel, is prevented from getting out of the Flow gap of the valve guide so that oil losses cannot occur.
Es ist zwar an sich bekannt (US-PS 23 54 92b/, einem Umfangshohlraum im Ventilschaft Drucköl zuzuführen, um die Schmierung zu verbessern. Diese bekannte Anordnung dient jedoch ausschließlich dazu, die Verteilung des Ölfilms zwischen Ventilschaft und Führung zu verbessern. Der Umfangshohlraum besteht aus einer oder mehreren im Ventilschaft selbst eingearbeiteten Nuten, welche während der Bewegung des Ventilschaftes zwischen einer Zuführöffnung und einer Abführöffnung für das Drucköl vorbeigleiten. Dabei wird das darin enthaltene Öl ausgetauscht, wobei dieses Schmieröl dann während der Bewegung des Schaftes in der Führung über deren Gleitfläche verteilt wird. Eine Sperre gegen in den Spielspalt eindringendes gasförmiges Druckmedium wird mit dieser bekannten Anordnung nicht erreicht. Auch bei dieser bekannten Anordnung würde das vordere Ende des Ventilschaftes trocken laufen. Außerdem wird durch die Einarbeitung einer oder menrerer Umfangsnuten in den Ventilschaft ■"> dieser in unzulässigem Umfang geschwächt.It is known per se (US-PS 23 54 92b /, a To supply pressure oil to the circumferential cavity in the valve stem to improve lubrication. This well-known The only purpose of this arrangement is to ensure the distribution of the oil film between the valve stem and Improve leadership. The peripheral cavity consists of one or more in the valve stem itself incorporated grooves, which during the movement of the valve stem between a feed opening and slide past a discharge opening for the pressure oil. The oil contained therein is exchanged, whereby this lubricating oil is then distributed over the sliding surface of the guide during the movement of the shaft will. A barrier against gaseous pressure medium penetrating into the clearance gap is known with this Arrangement not achieved. In this known arrangement, too, the front end of the valve stem would run dry. In addition, by machining one or more circumferential grooves in the valve stem, ■ "> this weakened to an inadmissible extent.
Vorzugsweise Weiterbildungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen gekennzeichnet.Preferred developments of the invention are characterized in the further claims.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. The invention is explained in more detail below with reference to the drawing using an exemplary embodiment.
Die Zeichnung zeigt schematisch einen Axialschnitt durch einen Ventilsitz mit einem Einlaßventil.The drawing shows schematically an axial section through a valve seat with an inlet valve.
Das Ventil Ϊ einer Brennkraftmaschine mit Aufladung (beispielsweise eines Dieselmotors) weist einen mit einem Ventilsitz zusammenwirkenden Ventilteller und einen Ventilschaft 3 auf. Der Ventilschaft ist in einer Ventilführung 4 gelagert, die durch eine in einer Bohrung 5 im Zylinderkopf 2 der Brennkraftmaschine festgelegte Hülse gebildet ist. Das freie Ende des Ventilschafts wird im gezeigten Ausführungsbeispiel durch einen Kipphebel 6 gegen die Kraft einer Feder 7 betätigt. Der Innenraum unter dem Gehäusedeckel 8 wird durch Öleinspritzung bei einem Druck nahe dem Atmosphärendruck durch eine nicht dargestellte be- M kannte Einrichtung mit Schmieröl gespeist.The valve Ϊ of an internal combustion engine with supercharging (for example a diesel engine) has one a valve seat cooperating valve plate and a valve stem 3. The valve stem is in one Valve guide 4 supported by a bore 5 in the cylinder head 2 of the internal combustion engine Fixed sleeve is formed. The free end of the valve stem is in the embodiment shown actuated by a rocker arm 6 against the force of a spring 7. The interior under the housing cover 8 is performed by injecting oil at a pressure close to atmospheric pressure by an unillustrated M Known facility fed with lubricating oil.
Bei der alternierenden Bewegung des Ventilschaftes 3 in der Ventilführung 4 wird öl infolge der Pumpwirkung aus dem Gehäuse mitgenommen, so daß eine Schmierung zwischen dem Ventilschaft und der Ventilführung 4 gewährleistet ist. Eine Abschrägung 9 an der gehäuseseitigen Innenkante der führung 4 unterstützt die Pumpwirkung.With the alternating movement of the valve stem 3 in the valve guide 4, oil is produced as a result of the pumping action taken out of the housing, so that a lubrication between the valve stem and the valve guide 4 is guaranteed. A bevel 9 on the housing-side inner edge of the guide 4 supports the Pumping action.
Um einen Ölfilm zwischen dem dem Gaswechselkanal U zugewandten Endabschnitt der Ventilführung * und dem Ventilschaft 3 aufrecht zu erhalten, ist in der Wand der Ventilführung 4 in einem Abstand 1\ von dem Führungsende, der geringer als der Ventilhub /2 ist, ein Ringhohlraum 10 vorgesehen. Der Hohlraum 10 steht in ständiger Verbindung mit einer Zone, in der ein dem Atmosphärendruck entsprechender Druck herrscht Bei der dargestellten Ausführungsform besteht die Verbindung aus einem axialen Durchlaß 12, der in der Außenwand der Ventilführung 4 vorgesehen ist und in das Innere des Gehäusedeckels 8 mündet, sowie aus einer Bohrung 14, die den Durchlaß 12 mit dem Ringhohlraum 10 verbindet. Ferner ist eine ölzuführleitung vorgesehen, über die ständig öl in den Hohlraum 10 gelangt Diese ölzuführleitung besteht aus einem dem Durchlaß 12 ähnlichen Durchlaß 15, der jedoch nicht am rückwärtigen Ende der Führung 4 mündet. Dieser Durchlaß steht einerseits über eine Bohrung 16 mit dem Hohlraum 10 und ander.-, seits über eine Bohrung Yi im Zylinderkopf mit einem N'ippei 18 in Verbindung, über den Drucköl von dem allgemeinen Druckschmiermittelkreislauf der Brennkraftmaschine hereintrittIn order to maintain an oil film between the end section of the valve guide * facing the gas exchange channel U and the valve stem 3, an annular cavity 10 is provided in the wall of the valve guide 4 at a distance 1 \ from the guide end which is less than the valve lift / 2 . The cavity 10 is in constant communication with a zone in which there is a pressure corresponding to atmospheric pressure. In the embodiment shown, the connection consists of an axial passage 12 which is provided in the outer wall of the valve guide 4 and opens into the interior of the housing cover 8, and from a bore 14 which connects the passage 12 with the annular cavity 10. Furthermore, an oil supply line is provided, via which oil constantly enters the cavity 10. This passage communicates on the one hand via a bore 16 with the cavity 10 and on the other hand via a bore Yi in the cylinder head with a N'ippei 18 through which pressurized oil enters from the general pressurized lubricant circuit of the internal combustion engine
Diese Leiden Leitungen sind so bemessen, daß der Druckverlauf bei der Zirkulation vom Nippel 18 bis zur Rückführung in das Gehäuse stromabwärts vom Hohlraum 10 so bemessen ist, daß der Druck im Hohlraum über, aber nahe bei dem im Gehäuse herrschenden Druck, d. h. nahe dem Atmosphärendruck, liegt. Dies wird insbesondere dadurch erzielt, daß der Durchlaß 17, der Durchlaß 15 und/oder die Bohrung 16 Querschnitte aufweisen, die wesentlich geringer bemessen sind als jene der Bohrung 14 und des Durchlasses 12. Dei Querschnitt der Rückleitung ist entlang der gesamten Länge der Rückleitung größer bemessen als der Querschnitt des Hohlraumes. Die Ölmenge, die von dem Nippel 18 zu dem Hohlraum 10 zirkulieit, ist üurch den Druckabfall stromaufwärts des Hohlraums, d. h. durch die Dimensionierung der Zufuhrleitung bestimmt. Durtii entsprechende Auswahl der Bohrungsdurchmesser der Bohrungen 16 und 14 kann der Druck im Hohlraum bestimmt werden.These Leiden lines are dimensioned so that the pressure curve in the circulation from the nipple 18 to the Return into the housing downstream of the cavity 10 is dimensioned so that the pressure in the Cavity above, but close to, the pressure in the housing, i.e. H. close to atmospheric pressure, lies. This is achieved in particular in that the passage 17, the passage 15 and / or the bore 16 Have cross-sections which are dimensioned substantially smaller than those of the bore 14 and the passage 12. The cross section of the return line is dimensioned larger than along the entire length of the return line the cross section of the cavity. The amount of oil that circulates from the nipple 18 to the cavity 10 is by the pressure drop upstream of the cavity, d. H. determined by the dimensioning of the supply line. Durtii appropriate selection of the bore diameter the bores 16 and 14, the pressure in the cavity can be determined.
Die Bohrungen 16 und 14 münden vorzugsweise an diametral entgegengesetzten Punkten des Hohlraumes 10. Diese Maßnahme ist jedoch nicht unbedingt erforderlich, da durch entsprechende andere Auslegung die Anordnung der Bohrungen 16 und 14 anders sein kann.The bores 16 and 14 preferably open at diametrically opposite points of the cavity 10. However, this measure is not absolutely necessary because it is interpreted differently the arrangement of the bores 16 and 14 can be different.
Mehrere abgewandelte Ausführungsformen der Erfindung sind möglich. Insbesondere können mehrere Hohlräume entlang dem Ventilschaft verteilt angeordnet sei™., obwohl dieser aufwendige Aufbau zur Lösung in der Regel nicht erforderlich ist. Der Hohlraum 10 kann mit der Innenseite der Ventilführung über Bohrungen oder Kanäle, die um die Führung angeordnet sind, in Verbindung stehen, so daß eine einfachere Fertigung der Innenfläche möglich ist. Die Durchlässe 15 und 12 können durch abgeflachte Teile ersetzt werden.Several modified embodiments of the invention are possible. In particular, several Cavities are arranged distributed along the valve stem, although this complex structure is a solution is usually not required. The cavity 10 can overlap with the inside of the valve guide Bores or channels, which are arranged around the guide, are in communication, so that a simpler Manufacturing the inner surface is possible. The passages 15 and 12 can be replaced by flattened parts will.
Die Betriebsweise der Brennkraftmaschine iit wie folgt:The internal combustion engine operates as follows:
Der Abschnitt des Ventilschaftes, der weitab von der Gaswechselleitung liegt, wird aufgrund der Pumpwirkung vom Gehäuse her geschmiert. Der Abschnitt des Ventilschaftes nahe der Gaswechselleitung wird dadurch geschmiert, daß sich ein Ölfilm bildet, der dadurch entsteht, daß öl mit geringem Überdruck aus demThe section of the valve stem which is far away from the gas exchange line is due to the pumping action lubricated from the housing. The section of the valve stem near the gas exchange line is thereby lubricated that an oil film forms, which is created by the fact that oil with a slight excess pressure from the
Hohlraum der ständig mit Frischöl versorgt wird, in den Spalt eindringt bzw. mitgenommen wird. Der Ölfilm bildet einen Stopfen, so daß kein Gas in den Spielspalt eindringt. Eine Überhitzung des Öls erfolgt nicht, da dies ständig erneuert wird. Bei der ständigen Zirkulation des Öls tritt zusätzlich der Vorteil auf, der insbesondere bei Auslaßventilen von Bedeutung ist, daß der Ventilschaft und somit die gesamte Ventilanordnung gekühlt wird. Dieser Vorteil tritt ohne zusätzliche Kühlung und ohne übermäßigen Ölverbrauch auf. Der Druck des im Hohlraum vorrätigen Öls liegt unterhalb des Drucks in der vorderen öffnung des Spielspalts. Durch Einleiten von Öl, das unter geringem Druck steht, tritt nicht die Schwierigkeit auf wie bei Brennkraftmaschinen mit Hochdruckschmierung. Es sind keine zusätzlichen Fertigungsgenauigkeiten einzuhalten, und die Leitungen sind so dimensioniert, daß sie mit gängigen Toleranzen Bei einer Ventilführung mit einem Innendurchmessci von 11 mm weisen die Leitungen, wenn sie bcispiclswei se in halbflacher Form vorgesehen sind, eine Tiefe in dei Größenordnung von I mm auf. und die Bohrung 16 haiCavity which is constantly supplied with fresh oil, penetrates into the gap or is taken away. The oil film forms a plug so that no gas penetrates into the clearance gap. The oil does not overheat because it is constantly being renewed. With the constant circulation of the oil there is an additional advantage, which is particularly important in the case of exhaust valves, that the valve stem and thus the entire valve arrangement is cooled. This advantage occurs without additional cooling and without excessive oil consumption. The pressure of the oil stored in the cavity is below the pressure in the front opening of the clearance gap. By introducing oil that is under low pressure, the difficulty does not arise as in internal combustion engines with high pressure lubrication. No additional manufacturing precision has to be observed, and the lines are dimensioned in such a way that they can be used with common tolerances on. and the hole 16 hai
Ί 1,5 mm und eine Bohrung 14 3 mm Durchmesser. Ί 1.5 mm and a hole 14 3 mm in diameter.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist eir hängendes Ventil gezeigt, dessen Ventilschaft an seinen" vom Ventilteller abgewandten Abschnitt durch Mitrei Ben von öl aus dem Gehäuse geschmiert ist. Wenn die In the illustrated embodiment, eir is shown hanging valve whose valve stem is lubricated on its "from the valve plate section facing away by rousing Ben of oil from the housing. When the
in vorgesehene Schmiermitlelnienge nicht ausreicht odci wenn die geführte Länge bedeutend ist. können ein odei mehrere zusätzliche Hohlräume auf dieselbe Art unc Weise angeordnet sein wie der Hohlraum 10, beispiels weise zwischen den gleichen Leitungen 15 und 12. Diesein the envisaged amount of lubricant is not sufficient odci when the run length is significant. can be an odei several additional cavities can be arranged in the same manner as the cavity 10, for example wise between the same lines 15 and 12. These
\ί Ausbildungsform ist auch für liegende oder stehend) Ventile geeignet, so daß eine .Schmierung der Führung an den beiden gegenüberliegenden linden aufrechter \ ί The design is also suitable for horizontal or vertical valves, so that lubrication of the guide on the two opposite linden trees is more upright
rr\ f*rt L r\ η η & rr \ f * rt L r \ η η &
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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