DE3725049A1 - Verbrennungskraftmaschinen mit gleichachsiger, konzentrischer ventilanordnung - Google Patents
Verbrennungskraftmaschinen mit gleichachsiger, konzentrischer ventilanordnungInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
- F01L1/28—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of coaxial valves; characterised by the provision of valves co-operating with both intake and exhaust ports
- F01L1/285—Coaxial intake and exhaust valves
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L5/00—Slide valve-gear or valve-arrangements
- F01L5/04—Slide valve-gear or valve-arrangements with cylindrical, sleeve, or part-annularly shaped valves
- F01L5/045—Piston-type or cylinder-type valves arranged above the piston and coaxial with the cylinder axis
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- 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
- F02B33/00—Engines characterised by provision of pumps for charging or scavenging
- F02B33/02—Engines with reciprocating-piston pumps; Engines with crankcase pumps
- F02B33/06—Engines with reciprocating-piston pumps; Engines with crankcase pumps with reciprocating-piston pumps other than simple crankcase pumps
- F02B33/08—Engines with reciprocating-piston pumps; Engines with crankcase pumps with reciprocating-piston pumps other than simple crankcase pumps with the working-cylinder head arranged between working and pumping cylinders
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
Description
Gleichachsige, konzentrische Ventilanordnungen in Zylinder
köpfen für Verbrennungskraftmaschinen sind bekannt.
Als Beispiele können die Offenlegungsschriften DE 34 38 847
A1, DE 35 46 423 A1 und DE 36 00 240 A1 aufgeführt werden.
Alle diese Anmeldungen haben das Ziel, mit einfacheren
Mitteln eine Leistungssteigerung gegenüber den bisherigen
Zwei-, Drei- und Vierventilausführungen zu erzielen.
Dies ist ihnen gelungen, aber nicht optimal; denn alle
Systeme haben noch etliche Mängel.
Aufgabe meiner Erfindung war es daher, ein System zu ent
wickeln, das:
- a) diese Mängel nicht mehr besitzt
- b) eine weitere Leistungssteigerung ermöglicht
- c) eine kostengünstigere Fertigung bewirkt
- d) reparaturfreundlicher ist.
Die Aufgabe wurde dadurch gelöst, daß die Ventileinheit
(1) nicht aus zwei Tellerventilen besteht, sondern aus
einem Schieberhohlventil (7) mit eingebautem Tellerventil
(8), wobei der Außendurchmesser (5) der Ventileinheit (1)
gleich dem der Zylinderbohrung (6) ist. Dadurch kann die
Ventileinheit (1), nach Wegnahme der Nockenwelle (2), von
oben ohne zusätzliche Befestigung eingebaut werden.
Es ist also kein separater Zylinderkopf (4) mit Dichtung
und Befestigungsschrauben mehr erforderlich, sondern der
Zylinderblock (3) braucht nur nach oben verlängert wer
den. Dies ergibt eine enorme Kostenersparnis.
Ein weiterer Vorteil des Schieberhohlventils (7) liegt
darin, daß beim Ansaugvorgang die volle Zylinder- plus
Einlaßringkanalfläche (16) (Fig. 2), ohne jegliches Hinder
nis, für die Befüllung des Hubraumes zur Verfügung steht,
so daß eine weitere Leistungssteigerung zu erwarten ist.
Eine optimalere Saugfüllung ist nicht mehr erreichbar.
Ein wesentlicher, weiterer Effekt der Ventileinheit (1)
liegt darin begründet, daß beim Arbeitsablauf - siehe
Fig. 1 bis 4 - zunächst eine Volumenvergrößerung und dann
eine zusätzliche Kompression entsteht.
Da die Ventileinheit (1) von einer obenliegenden Nocken
welle (2), die die gesamten Reaktionskräfte aufnimmt, ge
steuert werden kann, entfallen auch sämtliche Kipphebel
und deren Lagerstellen, so daß weitere Fertigungskosten
eingespart werden.
Auch das Einstellen des Ventilspiels entfällt, und Wärme
ausdehnungen sind für die Ventileinheit (1) belanglos, da
sich dieselbe in alle Richtungen ausdehnen kann, ohne
Schaden zu nehmen. Durch die gleitende Bewegung des Schie
berhohlventils (7) können sich auch keine Ablagerungen am
Einlaßventil festsetzen, so daß dessen Funktion immer er
halten bleibt.
Vorzugsweise sollte das Schieberhohlventil (7) zweige
teilt sein. Der untere Teil, der aus einem hitzebeständi
gen, hochfesten Stahl besteht, hat an seinem Umfang den
Auslaßringkanal (9) mit den Auslaßbohrungen (10) und
einen extrem breiten Kolbenring (14), der das bessere
Gleiten und eine exakte Abdichtung des Einlaßringkanals
(16) garantiert. An seinem unteren Ende befindet sich der
Ventilsitz für das Auslaßventil (8).
Der obere Teil besteht vornehmlich aus derselben Alumi
niumlegierung wie der Motorkolben, um die Massenkräfte so
klein wie möglich zu halten, und andererseits eine hohe
Wärmeabstrahlung zu erzielen. Er besitzt ebenfalls einen
Kolbenführungsring, dient der Aufnahme der Ventilfedern
(11) und ist mittels Gewinde mit dem unteren Teil verbun
den.
Das Schieberhohlventil (7) wird mit dem Auslaßventil (8)
und der Mutter (24), sowie der Feder (12) zu der Ventil
einheit (1) zusammengebaut, bevor es in den Motorblock
(3) eingesetzt wird.
Der Arbeitsablauf ist folgender:
(Fig. 1) Der Motorkolben befindet sich im O.T. und beginnt
anzusaugen. Die Einlaßnocken (20) drücken die Ventilein
heit (1) so weit nach unten, daß deren Unterkante (15)
gerade noch den Einlaßringkanal (16) verdeckt.
(Fig. 2) Wenn sich der Motorkolben wenige Millimeter nach
unten bewegt, erreicht die Ventileinheit (1) mit ihrer
Unterkante (15′) bereits die Oberkante des Einlaßringka
nals (16), und das Gas-Luftgemisch wird angesaugt.
(Fig. 3) Sobald der Motorkolben den Ansaughub am U.T. be
endet hat, befindet sich die Unterkante (15′′) der Ventil
einheit (1) wieder an der Unterkante des Einlaßringkanals
(16) auf Schließstellung.
(Fig. 4) Bis der Motorkolben beim Komprimieren seinen O.T.
erreicht hat, ist die Ventileinheit (1) weiter nach unten
gewandert und hat mit ihrer Unterkante (15′′′) die tiefste
Stellung mit der größten Überdeckung erreicht. Auf dieser
Stellung verharrt sie, bis der Motorkolben beim Expan
sionshub seinen U.T. wieder erreicht hat.
(Fig. 5) Wenn sich beim Ausstoßhub der Motorkolben wieder
nach oben bewegt, öffnet sich durch den Auslaßnocken (17)
das Auslaßventil (8), so daß die Abgase über den Hohlraum
(18), die Bohrungen (10) und den Auslaßringkanal (9) in
den Auslaßkanal entweichen können. Sobald sich der Motor
kolben wieder weiter nach oben bewegt, geht auch die Ventil
einheit (1) wieder nach oben, bis im O.T. die
Schließstellung nach Fig. 1 erreicht wird.
Claims (14)
1. Gleichachsig und konzentrisch angeordnete Ventilein
heit (1), bestehend aus einem Schieberhohlventil (7)
und einem Tellerventil (8), dadurch gekennzeichnet,
daß nach dem Abschrauben der oberen Nockenwelle (2)
die Ventileinheit von oben in einen verlängerten
Zylinderblock (3) ohne zusätzliche Befestigung einge
baut werden kann, so daß der sonst erforderliche
Zylinderkopf (4) mit Dichtung und Befestigungsschrau
ben entfallen kann.
2. Ventileinheit (1) nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das äußere Einlaßventil ein Schieber
hohlventil (7) ist, mit dem gleichen Durchmesser (5)
wie die Zylinderbohrung (6), und daß beide auf der
selben Achse liegen.
3. Ventileinheit (1) nach Anspruch 1 und 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Schieberhohlventil (7) keinen
äußeren Ventilteller besitzt, und das innen liegende
Auslaßventil (8) als Schaftventil federbelastet be
weglich in ihm gelagert ist.
4. Ventileinheit (1) nach Anspruch 1 bis 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Einlaßringkanal (16) bei der
niedrigsten Nockenhöhe (Fig. 2) der Einlaßnocken (20)
unterhalb der Abschlußkante (15′) des Schieberhohl
ventils liegt, so daß für das anzusaugende Gas-Luft
gemisch die volle Zylinder- plus Einlaßringkanalflä
che zur Verfügung steht.
5. Ventileinheit (1) nach Anspruch 1 bis 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß bei der größten Nockenhöhe (Fig. 4)
der Einlaßnocken (20) das Schieberhohlventil mit
seiner Abschlußkante (15′′′) weit unter die untere
Einlaßringkanalkante (21) eindringt und hierbei eine
zusätzliche Kompression erzeugt wird.
6. Ventileinheit (1) nach Anspruch 1 bis 5, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Auslaßventil (8) (Fig. 5) durch
den Auslaßnocken (17) der Nockenwelle (2) auf der
tiefsten Stelle des Schieberhohlventils (7) zusätz
lich nach unten bewegt und dadurch geöffnet wird, so
daß die Abgase über den Innenraum (18), die Bohrungen
(10) und den Auslaßringkanal (9) nach außen entwei
chen können.
7. Schieberhohlventil (7) nach Anspruch 2 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß es an seinem Umfang eine Ringnut
(9) mit mehreren Bohrungen (10) für den Durchgang der
Abgase besitzt.
8. Schieberhohlventil (7) nach Anspruch 2 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß in seinem oberen Bereich am Um
fang mehrere Schraubenfedern (11) mit unterschiedli
cher Steigung und Stärke für eine eigenschwingungs
freie Rückhaltung, und in seinem Innern eine Schrau
benfeder (12) für die Rückhaltung des Auslaßventils
(8) angeordnet sind.
9. Schieberhohlventil (7) nach Anspruch 2 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß dasselbe zum besseren Abdichten,
Führen und Gleiten mit Kolbenringen (13) und (14)
versehen ist.
10. Schieberhohlventil (7) nach Anspruch 2 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß dasselbe im unteren Bereich aus
hochfestem, hitzebeständigem Stahl und im oberen Be
reich aus demselben Material wie der Motorkolben be
steht, damit eine hohe Wärmeableitung erzielt wird
und gleichzeitig die beweglichen Massenkräfte verrin
gert werden.
11. Schieberhohlventil (7) nach Anspruch 2 bis 10, da
durch gekennzeichnet, daß der Kolbenring (14) beson
ders breit ist, so daß er beim Überfahren des Einlaß
ringkanals (16) nicht ausweiten kann und im voll ein
getauchten Zustand (Fig. 4) beide Seiten des Ringkanals
exakt abdichtet.
12. Schieberhohlventil (7) nach Anspruch 2 bis 11, da
durch gekennzeichnet, daß sich dasselbe, bedingt
durch den Gleitvorgang, nicht mit Ablagerungen zuset
zen kann, so daß die Funktion immer erhalten bleibt.
13. Zylinderblockverlängerung (3) nach Anspruch 1, da
durch gekennzeichnet, daß der Einlaßkanal (19), der
Einlaßringkanal (16) und der Auslaßkanal (22) einge
gossen sind.
14. Zylinderblockverlängerung (3) nach Anspruch 1 und 13,
dadurch gekennzeichnet, daß bei Motoren mit Benzin
einspritzung die Einspritzdüse (23) so zwischen den
Zylindern liegend angeordnet ist, daß gleichzeitig
zwei Einlaßkanäle (19) bzw. Einlaßringkanäle (16) der
gegenüberliegenden Zyliner I und II sowie III und IV
usw. (Fig. 6) durch eine auf der Mittelachse der Kanäle
liegende Einspritzdüse gemeinsam bedient werden kön
nen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873725049 DE3725049A1 (de) | 1987-07-29 | 1987-07-29 | Verbrennungskraftmaschinen mit gleichachsiger, konzentrischer ventilanordnung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873725049 DE3725049A1 (de) | 1987-07-29 | 1987-07-29 | Verbrennungskraftmaschinen mit gleichachsiger, konzentrischer ventilanordnung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3725049A1 true DE3725049A1 (de) | 1988-08-18 |
DE3725049C2 DE3725049C2 (de) | 1990-05-31 |
Family
ID=6332573
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19873725049 Granted DE3725049A1 (de) | 1987-07-29 | 1987-07-29 | Verbrennungskraftmaschinen mit gleichachsiger, konzentrischer ventilanordnung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3725049A1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000058609A1 (fr) * | 1999-03-23 | 2000-10-05 | Igors Pancakovs | Mecanisme repartiteur de gaz pour moteur a combustion interne |
WO2002025069A1 (fr) * | 2000-09-25 | 2002-03-28 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Moteur thermique |
US6526932B1 (en) * | 2001-06-06 | 2003-03-04 | Mns Limited, Llc | Combination intake and exhaust valve assembly |
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DE300335C (de) * | ||||
DE311759C (de) * |
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1987
- 1987-07-29 DE DE19873725049 patent/DE3725049A1/de active Granted
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---|---|---|---|---|
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US6971344B2 (en) | 2000-09-25 | 2005-12-06 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Internal combustion engine |
US6526932B1 (en) * | 2001-06-06 | 2003-03-04 | Mns Limited, Llc | Combination intake and exhaust valve assembly |
Also Published As
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DE3725049C2 (de) | 1990-05-31 |
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