DE524453C

DE524453C - Valve cooling for internal combustion engines

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Publication number: DE524453C
Application number: DEJ38149D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1929-05-24
Filing date: 1929-05-24
Publication date: 1931-05-07

Description

Ventilkühlung für Brennkraftmaschinen Die Erfindung betrifft Einrichtungen zur Kühlung der Ventile von Brennkraftmaschinen mittels eines gegen die dem Brennraum abgekehrte Seite des Ventiltellers blasenden Gasstrahles. Bei den bekannten Anordnungen dieser Art wird der Gasstrahl von der einen Seite der Ventilachse her zugeführt und strömt auf der anderen Seite ab, so daß sich keine gleichmäßige Kühlung des Ventils ergibt, vielmehr die Gefahr besteht, daß der Ventilteller sich verzieht und deshalb nicht mehr gut abdichtet.Valve cooling for internal combustion engines The invention relates to devices for cooling the valves of internal combustion engines by means of one against the combustion chamber opposite side of the valve disk blowing gas jet. In the known arrangements in this way the gas jet is fed in from one side of the valve axis and flows off on the other side, so that there is no uniform cooling of the Valve results, rather there is a risk that the valve disc warps and therefore no longer seals properly.

Nach der Erfindung wird der Kühlgasstrom dem zu kühlenden Ventilteller in gleichmäßiger Verteilung über dessen Umfang zugeführt. Dadurch wird der Vorteil erreicht, daß auch die Kühlwirkung sich gleichmäßig über den Umfang erstreckt, so daß die Gefahr des Verziehens des Ventiltellers beseitigt ist. Die Zuführung des Kühlgases zu dem zu kühlenden Ventilteller erfolgt zweckmäßig aus einer in der Nähe des Ventils und gleichachsig zu diesem angeordneten Ringkammer, die mit über ihren Umfang verteilten, auf den Ventilteller zu gerichteten Austrittsöffnungen versehen ist. Diese Ringkammer kann für sich hergestellt und in die Ventilkammer eingesetzt sein, sie kann aber auch als Stück des Zylinderkörpers ausgebildet sein.According to the invention, the cooling gas flow is the valve disk to be cooled fed in evenly distributed over its circumference. This will give the benefit achieved that the cooling effect extends evenly over the circumference, so that the risk of warping the valve disk is eliminated. The feeding of the Cooling gas to the valve disk to be cooled is expediently provided from a nearby location of the valve and coaxially to this arranged annular chamber, which with over their Circumferentially distributed outlet openings directed towards the valve disk is. This annular chamber can be produced for itself and inserted into the valve chamber be, but it can also be designed as a piece of the cylinder body.

Die Kühlgaskammer wird zweckmäßig so angeordnet, daß sie die Strömung der über das zu kühlende Ventil in den Zylinder eintretenden oder austretenden Gase möglichst wenig behindert. Sie kann zu diesem Zweck entweder an der äußeren Seite des Ventiltellerrandes angeordnet sein oder auch in der Mitte des Ventiles, dessen Schaft gleichachsig umgebend. Bei der erstgenannten Anordnung findet die Kühlluftzufuhr zum Ventil vom äußeren Ventilumfang her statt, bei der letztgenannten Anordnung dagegen trifft das Kühlgas zuerst den mittleren Teil des Ventiltellers und strömt nach außen. Es können natürlich auch beide Kammeranordnungen gleichzeitig vorgesehen sein.The cooling gas chamber is expediently arranged so that it controls the flow the gases entering or exiting the cylinder via the valve to be cooled as little hindrance as possible. You can do this either on the outer side of the valve disk edge or in the middle of the valve, its Surrounding the shaft coaxially. In the first-mentioned arrangement, the cooling air is supplied to the valve from the outer valve circumference instead, in the latter arrangement on the other hand, the cooling gas first hits the middle part of the valve disk and flows outward. Of course, both chamber arrangements can also be provided at the same time be.

Das verbrauchte Kühlgas (in der Regel Luft) mischt sich dem über das Ventil ein-oder ausziehenden Mittel (Frischluft-Gemisch, Abgase u. dgl.) bei.The used cooling gas (usually air) mixes with the Valve retracting or retracting means (fresh air mixture, exhaust gases, etc.).

Bei Motoren, die eine Spül- oder Aufladeluftpumpe besitzen, kann ein kleiner Teil der von dieser Pumpe geförderten Luft als Kühlgas für die Ventilkühlung benutzt werden. Hierbei ergibt sich weiterhin der Vorteil, daß die Anpassung des Druckes der Kühlluft an besondere Betriebsverhältnisse, z. B. an eine Veränderung des Auspuffgegendruckes, sich selbsttätig vollzieht, da sich mit dem Auspuffgegendruck von selbst auch der Ladedruck der Spülluft ändert.For engines that have a scavenging or charging air pump, a small part of the air conveyed by this pump as cooling gas for valve cooling to be used. This also has the advantage that the adaptation of the Pressure of the cooling air to special operating conditions, e.g. B. of a change of the exhaust back pressure, takes place automatically, since it changes with the exhaust back pressure the boost pressure of the scavenging air also changes by itself.

Die Kühlung des Ventiltellers kann mit einer unmittelbaren oder mittelbaren Kühlung des Ventilschaftes vereinigt sein.The cooling of the valve disk can be done with a direct or indirect Cooling of the valve stem be combined.

In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele des Erfindungsgebenstandes veranschaulicht. Dabei zeigen Abb. r bis q. Schnitte längs der Ventilachse durch die Kopfteile von mit der neuen Kühlungsart versehenen Motorzylindern. Abb. 5 ist ein Querschnitt nach Linie V-V der Abb. 4..Various exemplary embodiments of the present invention are shown in the drawing illustrated. Fig. R to q. Sections along the valve axis the head parts of engine cylinders provided with the new type of cooling. Fig. 5 is a cross-section along line V-V of Fig. 4 ..

Bei dem in Abb. i gezeigten Ausführungsbeispiel ist zur Kühlung des im Zylinder i angeordneten Ventils g eine in der Ventilkarnmer io angeordnete, ringförmige, gleichachsig zum Ventil liegende Kühlgaskammer 2o vorgesehen, die durch eine Leitung 18 mit darin eingebautem Regelglied ig mit Kühlgas beschickt werden kann. Die dem Ventilteller zugekehrte Wand der Kammer 2o ist mit feinen, auf den Ventilteller zu gerichteten öffnungen 22 versehen, so daß während des Betriebes des Motors dauernd ein Luftstrom auf die Rückseite des Ventiltellers bläst und diesen kühlt.In the embodiment shown in Fig. I, to cool the in the cylinder i arranged valve g an in the valve chamber io arranged, ring-shaped, Coaxial with the valve lying cooling gas chamber 2o provided through a line 18 with built-in control element ig can be charged with cooling gas. The dem The wall of the chamber 2o facing the valve disk is with fine, on the valve disk provided to directed openings 22, so that continuously during operation of the engine a stream of air blows onto the back of the valve disc and cools it.

Die Abb.2 und 3 zeigen Beispiele, bei denen die Kühlgaskammer ein einheitliches Stück mit dem Zylinderkörper bildet.Figures 2 and 3 show examples where the cooling gas chamber is a forms a unitary piece with the cylinder body.

Gemäß Abb. a ist im Zylinderkörper eine den Ventilsitz 15 umgebende Ringkammer 2o ausgespart, in die das Kühlgas aus Leitung 18 eintritt. Von dieser Ringkammer führen schräg auf den Ventilteller g zu gerichtete und in geringem Abstand vom Ventilsitz 15 ausmündende Kanäle das Kühlgas zur Ventiltellerrückseite. Versuche haben ergeben, daß eine solche dicht neben dem Ventilsitz liegende Stelle der günstigste Ort für die Einleitung des Kühlgases ist; denn der mit hoher Geschwindigkeit in unmittelbarer Nähe vorbeistreichende Auspuffstrahl erzeugt an dieser Stelle keinen Stau, sondern wirkt eher noch saugend, so daß ein die Kühlwirkung störendes Eindringen von Abgas in die Kühlgasleitung während des Auspuffvorganges nicht zu befürchten ist. Der Schaft 25 des Ventils trägt eine nach außen abgeschlossene Höhlung 26, die teilweise mit einer Flüssigkeit 27 gefüllt ist; diese Flüssigkeit nimmt die von der Mitte des Ventiltellers g in den Schaft übergehende Wärme auf und verteilt sie gleichmäßig über die Schaftlänge. Vom Schaft geht die Wärme durch Berührung an die Schaftführung 28 über.According to Fig. A, a valve seat 15 is located in the cylinder body Annular chamber 2o, into which the cooling gas enters from line 18. Of this Annular chambers lead obliquely to the valve disk g to directed and at a small distance Channels opening out from the valve seat 15 carry the cooling gas to the rear of the valve disk. try have shown that such a location close to the valve seat is the most favorable Is the place for the introduction of the cooling gas; because the one at high speed in Exhaust jet passing by in the immediate vicinity does not generate any at this point Jam, but rather still has a sucking effect, so that penetration which interferes with the cooling effect of exhaust gas in the cooling gas line during the exhaust process is not to be feared is. The stem 25 of the valve has an outwardly closed cavity 26, which is partially filled with a liquid 27; this liquid takes the from the center of the valve disk g into the shaft and distributed heat evenly over the length of the shaft. The warmth comes from the shaft through touch to the shaft guide 28 over.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 3 steht der durch Leitung 18 mit Kühlgas beschickte Ringraum 2o nicht durch einzelne Bohrungen, sondern durch einen ringförmigen engen, dicht neben dem Ventilsitz 15 ausmündenden Schlitz 12 mit der Ventilkammer in Verbindung. Der Schlitz ist wiederum schräg auf die Rückseite des Ventiltellers g gerichtet, so daß letzterer von einem ringförmig geschlossenen Strahl von Kühlgas bestrichen wird.In the embodiment according to Fig. 3, the through line 18 is Annular space 2o charged with cooling gas not through individual bores, but through an annular narrow slot 12 opening close to the valve seat 15 in communication with the valve chamber. The slot is again at an angle on the back of the valve head g directed, so that the latter is closed by an annular Jet of cooling gas is swept.

Die Abb. q. und 5 zeigen eine Anordnung, bei der die Kühlgaskammer 21 in der Mitte der Ventilkammer 1o, den Ventilschaft unmittelbar umgebend, angeordnet ist. In der dem . Ventilteller zugekehrten, vom Ventilschaft 25 durchsetzten Wand dieser Kammer sind, gleichmäßig über den Umfang verteilt, rillenartige Kanäle 16 vorgesehen. Das durch die Leitung i8 der Kammer 21 zugeführte Kühlgas tritt durch diese Rillen in Richtung der eingezeichneten Pfeile längs des Ventilschaftes aus und trifft so auf die Mitte des Ventiltellers, von wo es nach außen hin abströmt.Fig.q. and Fig. 5 show an arrangement in which the cooling gas chamber 21 in the middle of the valve chamber 1o, immediately surrounding the valve stem is. In the dem. Valve plate facing, penetrated by the valve stem 25 wall of this chamber are, evenly distributed over the circumference, groove-like channels 16 intended. The cooling gas supplied to chamber 21 through line i8 passes through these grooves in the direction of the arrows drawn along the valve stem and so hits the center of the valve disk, from where it flows outwards.

Die neue Kühlungsart läßt sich bei den verschiedensten Arten von Motoren (z. B. Zweitakt- oder Viertaktmotoren, Gemisch- oder Einspritzmotoren), bei den verschiedenen Ventilarten (Auslaß- oder Einlaßventile, Anlaßventile u. dgl.) sowie auch bei beliebiger Lage der Ventile (gleichgültig ob hängend, stehend, waagerecht oder schräg) benutzen. In Fällen, wo das Kühlgas nicht einer vorhandenen Spülluft- oder Aufladeluftpumpe entnommen werden kann, wird eine besonders kleine Luftpumpe vorgesehen, beispielsweise kann auch eine vorhandene Anlaßluftpumpe Verwendung finden, diese braucht dann zum Zwecke der Kühlluftbeschaffung nur gegen ganz geringen Druck zu fördern. Von besonderem Wert ist die neue Kühlungsart für luftgekühlte Motoren, weil bei diesen die Kühlhaltung der Ventile besonders schwierig ist; sie kann aber der überaus einfachen baulichen Gestaltung wegen auch mit Vorteil bei Motoren Anwendung finden, die im übrigen Flüssigkeitskühlung haben.The new type of cooling can be used with the most varied types of engines (e.g. two-stroke or four-stroke engines, mixture or injection engines), for the different types of valves (exhaust or intake valves, starter valves, etc.) and even with any position of the valves (regardless of whether hanging, standing, horizontal or at an angle). In cases where the cooling gas does not correspond to an existing purge air or a supercharging air pump becomes a particularly small air pump provided, for example, an existing starting air pump can also be used, this then only needs against very low pressure for the purpose of supplying cooling air to promote. The new type of cooling for air-cooled engines is of particular value, because in these the cooling of the valves is particularly difficult; but she can Due to the extremely simple structural design, it is also advantageous for use in engines find that have liquid cooling for the rest.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Valve cooling for internal combustion engines by means of a gas blow against the side of the valve disk facing away from the combustion (For example air) jet, characterized in that the cooling gas flow to the to be cooled valve plate supplied in an even distribution over its circumference will.

2. Device for valve cooling according to claim i, characterized in that that the cooling gas supply through an annular chamber arranged coaxially with the valve (g) (2o, 21) takes place, which are distributed over their circumference towards the valve disc directed outlet openings (22, 12, 16) is provided.

3. Device for valve cooling according to claims 1 and 2, characterized in that the annular chamber supplying the cooling gas (2o) forms part of the cylinder body (Fig. 2 to q.). ¢.

Device for valve cooling according to claims i to 3, characterized in that the annular chamber (2o) in such a is arranged on the valve opening that the obliquely towards the outside of the valve directed cooling gas outlet openings (22, 12) at a short distance come to rest from the valve seat (i5) (Fig. 2 and 3).

Device for valve cooling according to claim 4, characterized in that the in the vicinity of the valve seat (i5) The outlet of the cooling gas stream located has the shape of an annular slot (i2) (Fig.3).

6. Device for valve cooling according to claim i and 2, characterized in that that the annular chamber (2o) is arranged adjacent to the valve stem guide (28), so that the gas flow passing through the valve chamber (io) only covers the free outer circumferential surface the annular chamber (2o) flushed.

7. Device for valve cooling according to claim i and 2, characterized in that the annular chamber (2o) as a chamber (2i) in the valve stem guide (28) is formed and limited inwardly by the valve stem (25) itself, so that this is directly touched by the cooling gas, while in the sliding surface of the Valve stem guide channels (i6) are provided which carry the cooling gas from this annular chamber Allow (2r) to pass over the outside of the valve disk (Fig. 4 and 5). B. Establishment for valve cooling according to claims i to 7, characterized in that both an outer (2o) and an inner annular chamber (2i) are provided such that the valve disc. from the two annular spaces at the same time from both the outer circumference as well as from the circumference of the shaft.