DE2937216A1 - Leichtmetallzylinderkopf fuer eine luftgekuehlte, ventilgesteuerte brennkraftmaschine - Google Patents

Leichtmetallzylinderkopf fuer eine luftgekuehlte, ventilgesteuerte brennkraftmaschine

Info

Publication number
DE2937216A1
DE2937216A1 DE19792937216 DE2937216A DE2937216A1 DE 2937216 A1 DE2937216 A1 DE 2937216A1 DE 19792937216 DE19792937216 DE 19792937216 DE 2937216 A DE2937216 A DE 2937216A DE 2937216 A1 DE2937216 A1 DE 2937216A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
cylinder head
light metal
ceramic insert
metal cylinder
head according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19792937216
Other languages
English (en)
Other versions
DE2937216C2 (de
Inventor
Gerhard Dipl.-Ing. 5000 Köln Giebel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kloeckner Humboldt Deutz AG
Original Assignee
Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kloeckner Humboldt Deutz AG filed Critical Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority to DE19792937216 priority Critical patent/DE2937216A1/de
Priority to EG555/80A priority patent/EG14832A/xx
Publication of DE2937216A1 publication Critical patent/DE2937216A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2937216C2 publication Critical patent/DE2937216C2/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B77/00—Component parts, details or accessories, not otherwise provided for
    • F02B77/02—Surface coverings of combustion-gas-swept parts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24—Cylinder heads
    • F02F1/26—Cylinder heads having cooling means
    • F02F1/28—Cylinder heads having cooling means for air cooling
    • F02F1/30—Finned cylinder heads
    • F02F1/32—Finned cylinder heads the cylinder heads being of overhead valve type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
    • F02B2275/14—Direct injection into combustion chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24—Cylinder heads
    • F02F2001/248—Methods for avoiding thermal stress-induced cracks in the zone between valve seat openings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2203/00—Non-metallic inorganic materials
    • F05C2203/08—Ceramics; Oxides
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Description

KJÖckner-HumboWt-OeutzAG /aü^uüb^ 500Q Köln 80 den 10 Septt l979
10. Sept. 1979 Unser Zeichen: D 79/53 AG-XPB Bü/Bi
Leichtmetallzylinderkopf für eine luftgekühlte, ventilgesteuerte Brennkraftmaschine
Die Erfindung bezieht sich auf einen Leichtmeta11zylinderkopf für eine luftgekühlte, ventilgesteuerte Brennkraftmaschine, welcher mindestens zwej^ v"entile, eine Bohrung für eine Einspritzdüse oder für einen Schußkanal und/oder für Zündhilfe im Brennraum aufweist.
Bei derartigen Zylinderköpfen ist es bekannt (DE-PS 10 01 860), zur Verhinderung von Wärmerissen im Zylinderkopfbodenbereich Dehnfugen vorzusehen, die mit Blech ausgekleidet werden.
Werden jedoch Zylinderköpfe mit zentralen Einspritzdüsen oder einem Schußkanal und/oder Ziindhilfe ausgerüstet, so können diese Steg— einlagen nicht verhindern, daß im Bereich der Düsen-, Schußkanal und/oder Zündhilfebohrung Wärmorisse auftreten, die auch bis zu den Ventilsitzen oder bis zu äußeren Dichtflächen des Zylinderkopfes mit dem Zylinderrohr verlaufen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, Zylinderköpfe der eingangs genannten Art derart auszugestalten, daß bei ihnen keine Wärmerisse im Brennraumbereich des Zylinderkopfbodens auftreten.
Diese Aufgabe wird bei einem Zylinderkopf der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Zylinderkopfbodenfläche aus einem Einsatz aus Keramik besteht. Es hat sich herausgestellt, daß ein keramischer Einsatz im Zylinderkopf im Brennraumbereich die dort auftretenden Wärmerisse zuverlässig verhindert.
1300U/0345
Wöckner-Humboldt-Deutz AG ΔΑ IP^UläOatJ _4_ 10.09.1979
D 79/53
Hierbei ist es auch möglich, die Ventilsitze direkt in dem Keramikbereich zu bilden. Dies hat außerdem den Vorteil, daß bei einer evtl. Beeinträchtigung der Ventilsitze im Betrieb der Einsatz ausgetauscht werden kann, ohne daß direkt der ganze Zylinderkopf unbrauchbar wird.
Je nach Einsatzgebiet und Belastung einer mit dem erfindungsgemäßen Leichtmetallzylinderkopf ausgestattenten Brennkraftmaschine ist es ausreichend, den Keramikeinsatz nur im Bereich der Ventilsitze und der Bohrung für die Einspritzdüse oder für den Schußkanal und/oder für eine Zündhilfe oder nur im Verbindungsbereich zwischen den beiden Ventilsitzen vorzusehen und/oder im Bereich der Bohrung für die Einspritzdüse oder für den Schußkanal und/oder für eine Zündhilfe. Letzterer Fall ist besonders dann vorteilhaft, wenn der Kraftstoff direkt in den Brennraum eingespritzt wird.
Versuche haben ergeben, daß der Keramikeinsatz auch nur als zwei etwa parallel verlaufende Stege im Verbindungsbereich zwischen den beiden Ventilsitzen ausgebildet werden kann, wenn die Stegeinlagen werkstoff- und gießereitechnisch optimiert werden.
Eine Steigerung der Wirksamkeit der Kerarnikeinlage wird dann erzielt, wenn zusätzlich der gesamte Keramikeinsatz mit seinem zylinderkopfbodenseitigen Randbereich von einer verschleißfesten, rissverhindernden Oxydschicht überzogen ist. Mit der Oxydschicht wird ein Abbau von Temperaturspitzen erreicht, so daß eine Vergleichmäßigung der Zylinderkopfbodentemperatur erzielt wird.
Als Oxydschicht eignet sich Aluminiumoxyd, welches durch anodische Oxydation aufgetragen ist. Diese Oxydschicht besitzt in Verbindung mit der Keramikeinlage den Verteil, daß sie fertigungstechnisch sehr einfach aufgebracht werden kann, da der Keramikeinsatz durch das
1300U/0345
Möckner-Humbcldt-Deutz AG L J H
-5- 10.09.1979
D 79/53
Verfahren zur Aufbringung der Oxydschicht in keinster Weise angegriffen wird, so daß kostspielige und zeitraubende Abdeckungen der Keramikeinlage entfallen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es stellen dar:
Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf den Zylinderkopfboden einer ventilgesteuerten Brennkraftmaschine;
Fig. 2 einen Querschnitt durch den Zylinderkopf
Bei dem in Abbildung 1 dargestellten Zylinderkopf 1 sind die Auslaßventilöffnung mit 2, die Einlaßventilöffnung mit 3 und der etwas gewölbte Zylinderkopf boden mit 4 bezeichnet, der zwischen den beiden Ventilöffnungen 2 und 3 liegende, thermisch hoch beanspruchte und daher besonders stark zur Rissbildung neigende Bodenbereich 5, welcher auch den Randbereich der Bohrung 9 für die Einspritzdüse, den Schußkanal und/oder Zündhilfe mit umschließen kann, weist den keramischen Einsatz 7 auf. In Fig. 1 bildet er den Stegbereich 6 zwischen den beiden Ventilöffnungen 2 und 3. Der Keramikeinsatz 7 kann auch noch so ausgebildet werden, daß er die Öffnung 8 für die Einspritzdüse und/oder Zündhilfe rr.it umschließt.
Wie Abbildung 2 zeigt, ist der Keramikeinsatz 7 in den Zylinderkopf eingegossen. Damit er im Betrieb aufgrund der auftretenden Wärmespannungen nicht aus diesem herausfällt, ist er mit Widerhaken versehen.
1300U/03A5
Klöckner-Humboldt-Oeutz AG Δ& L^iTaC^tJ _g_ 10.09.1979
D 79/53
Anstelle des in Fig. 1 dargestellten Keramikeinsatzes 7 ist es auch möglich, ihn als zwei Stege auszubilden, die in etwa parallel zueinander angeordnet im Verbindungsbereich 5 zwischen den Ventilöffnungen 2 und 3 verlaufen. Hierbei kann um die Bohrung 8 für die Einspritzdüse und/oder für die Zündhilfe eine separate Keramikeinlage vorgesehen werden.
Bei thermisch hoch belasteten Zylinderköpfen mit Direkteinspritzung ist es sinnvoll, den Verbindungsbereich 5 sowie den Bereich um die Bohrung 8 zusätzlich mit einer Oxydschicht zu überziehen. Als Oxydschicht eignet sich eine verschleißfeste und rissverhindernde Oxydschicht, beispielsweise Aluminiumoxyd, die durch anodische Oxydation aufgetragen wird.
Hierzu wird der Zylinderkopf nach seiner Herstellung mitsamt dem Keramikeinsatz in ein^aures Bad getaucht, dort wird der Zylinderkopf als Anode geschaltet und bei Anlegen von Gleich- oder Wechselstrom hoher Stromdichte bildet sich eine verstärkte Aluminiumoxyd— schicht, die fest einwächst. Je nach der Größe der zu beschichtenden Flächen und der gewünschten Schichtdicke der Oxydschicht verbleibt der Zylinderkopf 1 in dem Bad. Die Schichtstärke ist ausreichend, wenn sie auf mindestens 50/u.m angewachsen ist. Je nach Größe des Zylinderkopfbodens kann es hierbei sinnvoll sein, den Bodenbereich, welcher nicht zu den rissgefährdeten Bereichen zählt, durch eine Maske abzudecken. Die Keramikeinlage hat hierbei den Vorteil, daß sie durch die anodische Oxydation nicht angegriffen wird, so daß ein separates Abdecken ihrerseits nicht notwendig ist.
130014/0345

Claims (8)

Patentansprüche
1.) Leichtmetallzylinderkopf für eine luftgekühlte, ventilgesteuerte Brennkraftmaschine, welcher mindestens zwei Ventile, eine Bohrung für eine Einspritzdüse oder einen Schußkanal und/oder für eine Zündhilfe im Brennraum aufweist, dadurchgekennzeichnet, daß die Zylinderkopfbodenfläche (4) aus einem Einsatz aus Keramik (7) besteht.
2. Leichtmetallzylinderkopf nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Keramikeinsatz (7) auch die Ventilsitze bildet.
3. Leichtmetallzylinderkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Keramikeinsatz (7) nur im Bereich der Ventilsitze und der Bohrung (8) für die Einspritzdüse oder für den Schußkanal und/oder für die Zündhilfe vorgesehen ist.
4. Leichtmetallzylinderkopf nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Keramikeinsatz (7) nur im Verbindungsbereich (5) zwischen den beiden Ventilsitzen angeordnet ist.
5. Leichtmetallzylinderkopf nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Keramikeinsatz (7) im Bereich der Bohrung (8) für die Einspritzdüse oder für den Schußkanal und/oder für die Zündhilfe angeordnet ist.
130014/0345 ORIGINAL INSPECTED
Ακη©
Wöckner+lumbolcÄ-OeutzAG /^L^UiiLal/ -2- 10.09.1979
D 79/53
6. Leichtmetallzylinderkopf nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Keramikeinsatz (7) als zwei etwa parallel verlaufende Stege im Verbindungsbereich (5) zwischen den beiden Ventilsitzen ausgebildet ist.
7. Leichtmetallzylinderkopf nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Keramikeinsatz (7) mit seinem zylinderkopfseitigen Randbereich mit der verschleißfesten, rissverhindernden Oxydschicht überzogen ist.
8. Leichtmetallzylinderkopf nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Oxydschicht aus Aluminiumoxyd besteht und durch anodische Oxydation aufgetragen ist.
1300U/0345
DE19792937216 1979-09-14 1979-09-14 Leichtmetallzylinderkopf fuer eine luftgekuehlte, ventilgesteuerte brennkraftmaschine Granted DE2937216A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19792937216 DE2937216A1 (de) 1979-09-14 1979-09-14 Leichtmetallzylinderkopf fuer eine luftgekuehlte, ventilgesteuerte brennkraftmaschine
EG555/80A EG14832A (en) 1979-09-14 1980-09-09 A light-weight metal head for a valve-operated and an air cooled combustion machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19792937216 DE2937216A1 (de) 1979-09-14 1979-09-14 Leichtmetallzylinderkopf fuer eine luftgekuehlte, ventilgesteuerte brennkraftmaschine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2937216A1 true DE2937216A1 (de) 1981-04-02
DE2937216C2 DE2937216C2 (de) 1988-11-17

Family

ID=6080900

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19792937216 Granted DE2937216A1 (de) 1979-09-14 1979-09-14 Leichtmetallzylinderkopf fuer eine luftgekuehlte, ventilgesteuerte brennkraftmaschine

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE2937216A1 (de)
EG (1) EG14832A (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2736968A1 (fr) * 1995-07-18 1997-01-24 Renault Culasse de moteur a combustion interne munie d'un ecran thermique de pontet

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1235593B (it) * 1989-09-12 1992-09-11 Vm Motori Spa Testata per motori, in particolare del tipo ad accensione per compressione

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE966672C (de) * 1952-04-11 1957-08-29 Kloeckner Humboldt Deutz Ag Viertakt-Dieselmotor
DE2729230A1 (de) * 1977-06-29 1979-01-11 Daimler Benz Ag Brennkraftmaschine

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE966672C (de) * 1952-04-11 1957-08-29 Kloeckner Humboldt Deutz Ag Viertakt-Dieselmotor
DE2729230A1 (de) * 1977-06-29 1979-01-11 Daimler Benz Ag Brennkraftmaschine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2736968A1 (fr) * 1995-07-18 1997-01-24 Renault Culasse de moteur a combustion interne munie d'un ecran thermique de pontet

Also Published As

Publication number Publication date
DE2937216C2 (de) 1988-11-17
EG14832A (en) 1984-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60020463T2 (de) Einspritzdüse
DE19729017C2 (de) Zylinderlaufbuchse
DE69515830T2 (de) Zylindereinheit und Verfahren zur Formung ihrer Gleitfläche
DE4409750B4 (de) Zylinderblock einer flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschine mit einem Magnesium-Gehäuse
DE2904940A1 (de) Leichtmetallzylinderkopf fuer eine ventilgesteuerte brennkraftmaschine
DE2937216A1 (de) Leichtmetallzylinderkopf fuer eine luftgekuehlte, ventilgesteuerte brennkraftmaschine
DE3236185A1 (de) Hubkolbenbrennkraftmaschine
DE9010077U1 (de) Verbrennungskraftmaschine
DE1650006A1 (de) Dichtung
DE3034591C2 (de) Leichtmetallzylinderkopf für eine ventilgesteuerte Brennkraftmaschine
DE3042971C2 (de) Gehäuse für eine Gasturbine
DE1576720C3 (de) Zylinderkopfdichtung fur wassergekuhl te Brennkraftmaschinen
DE3529905C2 (de)
DE3517914C2 (de)
DE2204560A1 (de) Verfahren zum herstellen eines gehaeusemantels fuer eine rotationskolben-brennkraftmaschine
DE3318899A1 (de) Ventilfuehrung fuer brennkraftmaschinen
DE2648392A1 (de) Isolierter kolbenboden
DE3623221A1 (de) Kraftstoffeinspritzduese, insbesondere lochduese fuer direkteinspritzende brennkraftmaschinen
DE1917099A1 (de) Ventil fuer einen Verbrennungsmotor
DE2911683A1 (de) Abdichtung eines zylinderkopfes einer brennkraftmaschine
EP0259794B1 (de) Flachdichtung
DE2411840A1 (de) Kolben fuer verbrennungskraftmaschinen
EP0132505B1 (de) Zylinderkopf aus einem Eisenwerkstoff
DE4438879C2 (de) Metallische Zylinderkopfdichtung
EP0097215B1 (de) Kolben einer Hubkolbenbrennkraftmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8110 Request for examination paragraph 44
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee