DE367943C

DE367943C - Cylinder head for internal combustion engines

Info

Publication number: DE367943C
Application number: DEH80761D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1920-04-24
Filing date: 1920-04-24
Publication date: 1923-01-29

Description

Zylinderkopf für Verbrennungskraftmaschinen. Es ist bereits vorgeschlagen worden, den Zylinderkopf fürVerbrennungskraftmaschinen so auszubilden, daß dessen dem Zylinderinnern zugekehrte Deckelseite eine den Verbrennungsra4im bildende Vertiefung aufweist, in welche die Ventile münden. Zu diesem Zweck gab man dem Zylinderkopf die Grundform einer Halbkugel; hierdurch erhält aber die Deckelplatte einen besonders großen Grad von Steifigkeit und Widerstandsfähigkeit. Hierin liegt der Nachteil, daß gegenüber starken Materialspannungen die senkrecht zur Verbindungsebene der Ventile auftreten, die Deckelplatte nicht nachgeben kann, so daß bei Überschreitung einer gewissen Spannungsgrenze unvermeidliche Risse auftreten. Diese Gefahr tritt insbesondere bei Verbrennungskraftmaschinen mit großem Zylinderdurchmesser auf.Cylinder head for internal combustion engines. It's already suggested have been to form the cylinder head for internal combustion engines so that its The side of the cover facing the inside of the cylinder has a recess forming the combustion chamber has into which the valves open. For this purpose one gave the cylinder head the basic shape of a hemisphere; but this gives the cover plate a special one great degree of rigidity and resilience. This is the disadvantage that with respect to strong material stresses perpendicular to the plane of the connection Valves occur, the cover plate can not give way, so that when exceeded Unavoidable cracks occur after a certain stress limit. This danger occurs especially in internal combustion engines with large cylinder diameters.

Gemäß vorliegender Erfindung wird dieser Nachteil dadurch beseitigt, daß die den Verbrennungsraum bildende Vertiefung des Zylinderdeckels eine längliche quer zur Zylinderachse verlaufende Form aufweist und zu beiden Seiten der Vertiefung die Deckelplatte flach oder nahezu flach verläuft.According to the present invention, this disadvantage is eliminated by that the recess of the cylinder cover forming the combustion chamber is elongated has a shape extending transversely to the cylinder axis and on both sides of the recess the cover plate is flat or almost flat.

Der Erfindungsgegenstand ist auf beiliegender Zeichnung in einer Ausführungsform veranschaulicht.The subject of the invention is shown in the accompanying drawing in one embodiment illustrated.

Abb. z ist ein senkrechter Schnitt nach A-A der Abb. 3 ; Abb. 2 ist ein senkrechter Schnitt nach B-B der Abb. 3 ; Abb.3 ist eine Unteransicht des in den Abb. r und 2 dargestellten Zylinderkopfes. Der Zylinderkopf- besteht aus einer unteren, dem Zylinderinnern zugekehrten Platte a, einer oberen Platte b und der Seitenwandung c, welche die beiden Platten a und b miteinander verbindet. Der Zylinderkopf wird mittels Schrauben m auf dem Zylinder i befestigt. In letzterem spielt ein Kolben p, der in Abb. z und 2 in seiner -oberen Totpunktlage veranschaulicht ist. Der schädliche Raum zwischen dem Kolben und dem Zylinderdeckel ist möglichst klein gehalten.Fig. Z is a vertical section along AA of Fig. 3; Fig. 2 is a vertical section along BB of Fig. 3; Fig.3 is a bottom plan view of the cylinder head shown in Figs. The cylinder head consists of a lower plate a facing the inside of the cylinder, an upper plate b and the side wall c, which connects the two plates a and b to one another. The cylinder head is fastened to the cylinder i by means of screws m. In the latter, a piston p plays, which is illustrated in Fig. Z and 2 in its top dead center position. The harmful space between the piston and the cylinder cover is kept as small as possible.

Der Verbrennungsraum wird durch eine Vertiefung o in der unteren Deckelplatte a gebildet. Die Kammern bzw. Bohrungen g, e, f, f' und f" münden in den Verbrennungsraum und dienen zur Unterbringung der Ventile oder sonstiger Abschlußorgane. Die in die Kammern g und e einzubauenden Ventile können bei einer Viertaktmaschine die Ein-und Auslaßventile darstellen, während sie bei einer Zweitaktmaschine als Spülventile bestimmt sein können. Die Kanäle f, f und f" können zur Brennstoffeinspritzung und zum Einbau von Sicherheitsventilen dienen. Falls die Maschine eine doppelt wirkende ist, kann die Bohrung f als Stopfbüchse für die durchgehende Kolbenstange ausgebildet sein.The combustion chamber is formed by a recess o in the lower cover plate a. The chambers or bores g, e, f, f ' and f "open into the combustion chamber and serve to accommodate the valves or other closing organs. The valves to be installed in chambers g and e can represent the inlet and outlet valves in a four-stroke engine, whereas in a two-stroke engine they can be used as flushing valves. The channels f, f and f ″ can be used for fuel injection and for installing safety valves. If the machine is a double-acting one, the bore f can be designed as a stuffing box for the continuous piston rod.

Die Erfahrung hat gezeigt, daß die den: Zylinderinnern zugekehrte, also den Verbrennungsgasen unmittelbar ausgesetzte Platte a mehr als irgendein anderer Teil des Zylinderkopfes dem Auftreten von Rissen ausgesetzt ist, des weiteren, daß eine solche Rißbildung zwischen den Ventilöffnungen e-f-g erfolgt. Dies beweist, daß die Spannungen in der Richtung h-f-k größer sind als die Spannungen in anderen Richtungen; denn die Rißbildung erfolgt rechtwinklig zu den Spannungen, vorausgesetzt, daß es sich, wie im vorliegenden Falle, um Zug- oder Druck. Spannungen handelt. Diese Spannungen ergeben sich aus den unvermeidlichen differenziellen Materialausdehnungen der Platte a, die in .der Richtung h-f-k am größten sind. Es ist praktisch nicht möglich, die Temperaturen der Platte a über ihre ganze Fläche gleich zu gestalten, weil die Verbrennungsprodukte in der Mitte des Zylinders heißer sind als näher am Zylinderumfang; denn die Zylinderwandungen üben dort einen kühlenden Einfluß auf die Verbrennungsgase aus. Infolge dieser differenziellen Temperaturen entstehen die erwähnten unterschiedlichen Materialausdehnungen und Materialspannungen, die infolge ungleichmäßiger Materialverteilung, hervorgerufen durch die Ventilöffnungen, noch wesentlich erhöht werden.Experience has shown that those facing the cylinder interior, thus plate a directly exposed to the combustion gases more than any other Part of the cylinder head is subject to the occurrence of cracks, further that such cracking occurs between the valve openings e-f-g. This proves that the stresses in the direction h-f-k are greater than the stresses in others Directions; because the crack formation occurs at right angles to the stresses, provided that, as in the present case, it is a matter of tension or pressure. Tensions. These stresses result from the unavoidable differential material expansions of the plate a, which are largest in the direction h-f-k. It's not practical possible to make the temperatures of plate a the same over its entire surface, because the products of combustion are hotter in the center of the cylinder than closer to Cylinder circumference; because the cylinder walls have a cooling effect there the combustion gases off. As a result of these differential temperatures arise the mentioned different material expansions and material tensions, the as a result of uneven material distribution caused by the valve openings, can still be increased significantly.

Aus dem Gesagten geht hervor, daß es wünschenswert ist, vor allem die Spannungen in der Richtung h-f-lz zu verringern, indem in dieser Richtung das Material der Platte a so angeordnet wird, daß es sich möglichst ungehindert ausdehnen kann. Dies ermöglicht vorliegende Erfindung, indem die Platte a in der Richtung h-f-k nicht eben, sondern gewellt gestaltet ist. Die hierdurch entstehende Vertiefung oder Wellung in der Platte a dient in der gekennzeichneten Weise als Verbrennungsraum. Der in der Abbildung veranschaulichte Verbrennungsraum hat auf diese Weise nachgiebige oder elastischeWandungen, insbesondere in der Richtung h-f-k. Die für den jeweiligen Zweck erforderliche Anzahl und Größe der Ventile werden die in der Abbildung veranschaulichte längliche Form des Verbrennungsraumes beeinflussen, charakteristisch bleibt jedoch eine Wellung der dem Zylinderinnern zugekehrten Deckelplatte, derart, daß die hierdurch gebildete, quer zur Längsachse des Zylinders verlaufende Vertiefung den Verbrennungsraum bildet.From what has been said it appears that it is desirable above all to reduce the stresses in the direction h-f-lz by adding the Material of the plate a is arranged so that it can expand as freely as possible can. This is made possible by the present invention by moving the plate a in the direction h-f-k is not flat, but wavy. The resulting depression or corrugation in the plate a serves as a combustion chamber in the manner indicated. The combustion chamber illustrated in the figure has yielding in this way or elastic walls, especially in the direction h-f-k. The for the respective The number and size of valves required will be those illustrated in the figure influence the elongated shape of the combustion chamber, but remains characteristic a corrugation of the cylinder interior facing cover plate, such that the thereby formed, transverse to the longitudinal axis of the cylinder extending recess the combustion chamber forms.

An sich ist es nicht neu den Verbrennungsraum innerhalb des Zylinderdeckels zu legen; jedoch münden bei allen bisherigen, in den Deckeln angeordneten Verbrennungsräumen, die Spül- bzw. Ein- und Auslaßventile nicht in die Boden-, sondern in die Seitenflächen der Verbrennungsräume. Bei diesen bekannten Zylinderköpfen ist derVerbrennungsraum in einer gewissen Entfernung vom Zylinderinnern angeordnet und ein Verbindungskanal verbindet den Verbrennungsraum mit dem Zylinderinnern. Dies verursacht eine Unterteilung der im Zylinder eingeschlossenen Verbrennungsluft in drei Teile, nämlich den Verbrennungsraum, dessen Verbindungskanal und den Spielraum zwischen Deckel und Kolben. Eine derartige Zerteilung des Verbrennungsraumes ist aber nachteilig. Der in der Abbildung veranschaulichte Verbrennungsraum vermeidet diesen Verbindungskanal, da hier der Verbrennungsraum einen einheitlichen Hohlraum mit dem Zylinderinnern bildet.In itself, the combustion chamber inside the cylinder cover is not new to lay; however, in all previous combustion chambers arranged in the lids, the flushing or inlet and outlet valves not in the bottom, but in the side surfaces the combustion chambers. In these known cylinder heads, the combustion chamber is arranged at a certain distance from the cylinder interior and a connecting channel connects the combustion chamber with the inside of the cylinder. This causes a subdivision the combustion air trapped in the cylinder into three parts, namely the combustion chamber, its connecting channel and the clearance between cover and piston. Such a one However, the division of the combustion chamber is disadvantageous. The one illustrated in the picture Combustion chamber avoids this connecting channel, since the combustion chamber is here forms a unitary cavity with the interior of the cylinder.

Claims

PATENT CLAIM: Cylinder head for internal combustion engines, its the side of the cover facing the inside of the cylinder has a depression forming the combustion chamber has into which the valves open, characterized in that the combustion chamber forming recess (o) of the cylinder cover (a) an elongated, transverse to the cylinder axis Has a running shape and on both sides of the recess, the cover plate is flat or runs almost flat.