DE2713510A1

DE2713510A1 - Auslassventil einer kolbenbrennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2713510A1
Application number: DE19772713510
Authority: DE
Inventors: Simon Andrea
Original assignee: Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1976-05-24
Filing date: 1977-03-26
Publication date: 1977-12-01
Also published as: FI64702C; NL7705651A; NO771783L; DK144712C; SE7706072L; DK144712B; GB1520205A; JPS52143346A; JPS608325B2; NL166098C; NO144934C; SE423429B; FR2352948A1; BR7608377A; CH612244A5; FI771276A; DK220677A; FI64702B; IT1075468B; US4147149A

Description

P 5050/St/rnm

Gebrüder Sulzer Aktiengesellschaft, Winterthur/Schweiz

Auslassventil einer Kolbenbrennkraftmaschine

Die Erfindung betrifft ein Auslassventil einer Kolbenbrennkraftmaschine, dessen beweglicher Ventilteil mit einem besonderen, büchsenförmigen, eine Ventilsitzfläche aufweisenden Körper zusammenwirkt, der im Zylinderdeckel befestigt ist und der zwecks Kühlung seiner Ventilsitzfläche von einem flüssigen Kühlmittel durchströmte Räume aufweist oder auf seiner vom Zylinderdeckel umgebenen Oberfläche von einem im Zylinderdeckel strömenden flüssigen Kühlmittel beaufschlagt ist.

Bei Auslassventilen dieser Art besteht die Gefahr, dass die den Brennraum des Zylinders verlassenden Gase nach Passieren des Ventilsitzes unter der Wirkung des flüssigen Kühlmittels so stark abgekühlt werden, dass der Taupunkt unterschritten wird. Dies führt meistens zu Korrosionen in den an das Ventil angeschlossenen, von den Gasen durchströmten Teilen der Brennkraftmaschine.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Auslassventil der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass Taupunktunterschreitungen der Gase stromabwärts des Ventilsitzes vermieden

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Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass zwischen der vom Kühlmittel benetzten Fläche und der inneren, von den aus dem Brennraum des Zylinders kommenden Gasen beaufschlagten Oberfläche des büchsenförmigen Körpers ausserhalb des Kühlbereiches der Sitzfläche diese Körpers mindestens ein schmaler, sich im wesentlichen in axialer Richtung des Körpers erstrekkender, den Wärmeübergang erschwerender Luftspalt vorgesehen ist.

Durch diese Gestaltung wird auf konstruktiv einfache Weise erreicht, dass einerseits die erwünschte Kühlung der Ventilsitzfläche des büchsenförmigen Körpers beibehalten wird und gleichzeitig die Kühlung der stromabwärts der Sitzfläche am büchsenförmigen Körper entlang strömenden Gase derart beschränkt wird, dass eine Unterschreitung des Taupunktes der Gase sicher vermieden ist. Damit kondensieren in den Gasen keine Säuren, die in den am Auslassventil anschliessenden Strömungswegen Korrosionen hervorrufen könnten.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Axialschnitt durch ein Auslassventil gemäss der Erfindung,

Fig. 2 und 3 gegenüber Fig. 1 abgewandelte Ausführungsformen des büchsenförmigen Körpers und

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Pig. 4 einen Axialschnitt durch ein Auslassventil mit einem
tiichsenförmlgen Körper in Form eines Ventilkorbes.

Fig. 1 zeigt einen Teil eines wassergekühlten Zylinderdeckels
1 einer Brennkraftmaschine, in dem in einer entsprechend ausgetildieten Aussparung 19 ein büchsenförmiger Körper 2 befestigt ist, der mit dem beweglichen Teil 3 eines Auslassventils zusammenwirkt. Der bewegliche Teil 3 1st mit seinem Schaft 4 In ei- nejF Im Zylinderdeckel 1 befestigten Führungsbüchse 5 axial verschiebbar gelagert. Der In PIg. 1 untere tellerförmige Abschnitt 6 des teweglichten Ventilteiles 3 weist eine kegelige Dichtfläche 7 auf, die zusammen mit einer entsprechenden Sitzfläche 8
am fcücfaserrförmxgen Körper 2 in der gezeichneten SchliessstellTJBg einen dichten Abschluss bildet. Die vom Kühlwasser durchströmten Räume des Zylinderdeckels 1 stehen über Kanäle 17 und 18 mit der Aussparung 19 in Verbindung, so dass das Kühlwasser dien büchsenförmlgen Körper 2 auf seiner Aussenseite beaufschlagt.

Der büchsenförmige Körper 2 besteht gemäss Fig. 1 aus zwei hülsenartigen Teilen 9 und 10,. die koaxial Ineinandergesteckt sind. Bas In Fig. 1 untere Ende der Inneren Hülse 9 weist aussen einen zylindrischen Abschnitt 20 auf, der an einer zylindrischen Innenfläche der äusseren Hülse 10 anliegt. Das in Fig. 1 obere Ende der inneren Hülse 9 ist aussen als flanschartige Verdickung 21 ausgebildet, die in einer entsprechend geformten Ausnehmung der äusseren Hülse 10 auf einer Ringschulter 22 ruht. Zwischen der Verdickung 21 und dem zylindrischen Abschnitt 20 ist ein
Luftspalt 11 gebildet, der in seinem oberen, an die flanschartige Verdickung anschliessenden Abschnitt schwach kegelig ver-

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läuft und der auf seiner übrigen Länge sich im wesentlichen in axialer Richtung erstreckt. Der Luftspalt 11 ist über den ganzen Umfang des Körpers 2 durchgehend. Die Hülsen 9 und 10 können miteinander verlötet oder verschweisst sein oder sind so bemessen, dass sie ineinander gepresst werden können und dabei im Bereich der Abschnitte 20 und 21 praktisch dicht sind. Die Luft im Luftspalt 11 stagniert und bildet somit eine Wärmeisolation zwischen den heissen, aus dem Brennraum 16 des Zylinders entweichenden und die innere Oberfläche des büchsenförmigen Körpers 2 bestreichenden Gasen einerseits und dem an der äusseren Oberfläche des büchsenförmigen Körpers 2 strömenden Kühlwasser aus den Kühlräumen des Zylinderdeckels -1. Das in Fig. 1 untere Ende des Luftspaltes 11 befindet sich ausserhalb des Bereiches der auf die Sitzfläche 8 wirkenden Kühlung durch das Kühlwasser.

Durch das beschriebene Ventil wird die Sitzfläche 8 des büchsenförmigen Körpers 2 intensiv gekühlt, während durch den Luftspalt 11 verhindert wird, dass die Gase oberhalb der Sitzfläche 8 zu stark abgekühlt werden und dabei der Taupunkt der Gase unterschritten wird. Auf diese Weise werden Taupunktkorrosionen im Bereich des Zylinderdeckels vermieden.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 2 ist der büchsenföraiige Körper 2' einstückig ausgebildet und in gleicher Weise wie bei Fig. 1 in einer Aussparung 19 des Zylinderdeckels 1 befestigt. Der büchsenförmige Körper 2' ist aussen wiederum von dem im Zylinderdeckel strömenden Kühlwasser beaufschlagt, wobei die Kühlwirkung auf die Ventilsitzfläche 8 ausgerichtet ist. Bei

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diesem Ausführungsbeispiel sind mehrere Luftspalte 11' im büchsenförmigen Körper 2' vorgesehen, die in Form von axialen Bohrungen ausgebildet sind. Die Bohrungen 11' gehen von dem der Ventilsitzfläche 8 atgewendeten Ende des Körpers 2' aus, erstrecken sich über ungefähr drei Viertel der axialen Länge des Körpers 2' und sind an dem genannten Ende durch Gewindestopfen 12 verschlossen. In Umfangsrichtung des Körpers 2' gesehen liegen die axialen Bohrungen 11' auf einer zur Achse des Körpers konzentrischen Kreislinie.

Abweichend von dieser Ausführungsform ist es auch möglich, die axialen Bohrungen 11" gegeneinander versetzt auf zwei konzentrischen Kreislinien anzuordnen, wenn dies die Wanddicke des Körpers 2' erlaubt.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 4 ist der büchsenförmige Körper 2" als Ventilkorb 10 mit einer koaxialen, auf dessen Innenseite angeordneter Hülse 9" ausgebildet. Der Ventilkorb 10" weist nahe seinem in Fig. 4 unteren Ende die Ventilsitzfläche 8 sowie einen ringförmigen Hohlraum 15 auf, an den in nicht näher dargestellter Weise Kühlwasserzufuhr- und -äbfuhrkanäle angeschlossen sind. Der den Wärmeübergang erschwerende Luftspalt 11" ist zwischen der äusseren Begrenzungsfläche der Hülse 9" und der benachbarten Fläche des Ventilkorbes 10" vorgesehen und dadurch gebildet, dass auf der Aussenflache der Hülse 9" etwas Werkstoff durch drehende Bearbeitung abgetragen wurde.

Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine intensive Kühlung

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der Ventilsitzfläche 8 des Ventilkorbes 10" gewährleistet, während eine zu starke Abkühlung der Gase oberhalb der Ventilsitzfläche infolge der den Wärmeübergang dämmenden Wirkung der im Spalt 11" eingeschlossenen, stagnierenden Luft vermieden ist. Damit bleibt die Temperatur der Gase oberhalb des Säuretaupunktes.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 3 wird ein büchsenförmi ger Körper 2^m verwendet, der - wie der Körper 2 in Fig. 1 - aus zwei hülsenförmigen, koaxialen Teilen 9'¹' und 10'·· besteht. Zwischen diesen hülsenartigen Teilen ist der mit stagnierender Luft gefüllte Luftspalt II'¹¹ vorgesehen, der den Wärmeübergang zwischen den am inneren Teil 9''' entlangströmenden Gasen und dem im Zylinderdeckel strömenden Kühlwasser erschwert, so dass ein Kondensieren von Säuren stromabwärts der Ventilsitzfläche S vermieden ist. Diese Sitzfläche ist abweichend zur Ausführungsform gemäss Fig. 1 am inneren hülsenartigen Teil 9' vorgesehen und wird trotz des Luftspaltes II'¹' durch das Kühlwasser intensiv gekühlt.

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Claims

Patentansprüche

.}Auslassventil einer Kolbenbrennkraftmaschine, dessen beweglicher Ventilteil mit einem besonderen, fcüchsenförmigon, eine Ventilsitzfläche aufweisenden Körper zusammenwirkt, der im Zylinderdeckel befestigt ist und der zwecks Kühlung seiner Ventilsitzfläche von einem flüssigen Kühlmittel durchströmte Räume aufweist oder auf seiner vom Zylinderdeckel umgebenen Oberfläche von einem im Zylinderdeckel strömenden flüssigen Kühlmittel beaufschlagt ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der vom Kühlmittel benetzten Fläche und der inneren, von den aus dem Brennraum des Zylinders kommenden Gasen beaufschlagten Oberfläche des büchsenformigeri Körpers aus serhalb des Kühlbereiches der Sitzfläche dieses Körpers mindestens ein schmaler, sich im wesentlichen in axialer Richtung des Körpers erstreckender, den Wärmeübergang erschwerender Luftspalt vorgesehen ist.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der büchsenförmige Körper aus zwei koaxialen hülsenartigen Teilen zusammengesetzt und der Luftspalt zwischen einander benachbarten rotationssymmetrischen Flächen dieser beiden Teile ausgebildet ist.
3. Vetit.il nach Anspruch 1, ι:;.!arch gtkeririZoichne\, ,ac^ :ev Llk-h-

ORIGINAL INSPECTED

senförmigo Körper einstückig ausgebildet ist und mehrere Luftspalte in Form axiale¹", in ürnfangsrichtung des Körpers verteilter Bohrungen vorgesehen sin.!.
4. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der hülsenartige äussere Teil des hüchsenförmigen Körpers die Ventilsitzfläche aufweist.
5. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der hülsenartige innere Teil des bückenformigen Körpers die Ventilsitzfläche aufweist.

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