DE532727C

DE532727C - Arrangement of an air-cooled exhaust valve in internal combustion engines

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Publication number: DE532727C
Application number: DEF68767D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1929-07-09
Filing date: 1929-07-09
Publication date: 1931-09-02

Description

Anordnung eines luftgekühlten Auslaßventils bei Brennkraftmaschinen Die Erfindung betrifft luftgekühlte Auslaßventile für Brennkraftmaschinen, insbesondere für Flugzeugmotoren. Es ist bekannt, den Auslaßkanal eines Zylinders mit einer sich in Flugrichtung erstreckenden rohrförmigen Kammer zu verbinden, durch welche atmosphärische Luft hindurchströmt, die einen Unterdruck in dem Auslaßkanal erzeugt und die Auspuffgase schnell aus dem Auslaßkanal entfernt. Man hat ferner vorgeschlagen, diesen Auslaßkanal in der Nähe des Ventils von einem Luftmantel zu umgeben, durch welchen frische Luft hindurchströmt, so daß das Ventil möglichst kühl gehalten wird. Auch hat man schon die Ventilspindel dieses Auslaßventils selbst hohl ausgeführt und durch durchströmende Luft gekühlt. Gemäß der Erfindung wird nicht nur eine bedeutend bessere Kühlung des Auslaßventils erreicht, sondern es wird ein Teil der in den Abgasen enthaltenen Wärme dazu benutzt, um die einströmende frische Brennstoffmischung vorzuerwärmen. Dieses geschieht dadurch, daß die Ventilspindel des Auslaßventils durch eine den Auslaßkanal von dem Einlaßkanal trennende Wand und auch durch die Außenwand des Einlaßkanals hindurchgeht, so daß die Spindel einerseits durch die einströmende frische Brennstoffmenge und andererseits durch die durch den Auslaßkanal entströmende Kühlluft gekühlt wird, wobei der frische Brennstoff einen Teil der Wärme des Auslaßventils abführt. Zwecks weiterer Kühlung des Auslaßventils sind neben der Durchtrittsstelle der Ventilspindel durch die den Auslaßkanal von dem Einlaßkanal trennende Wand Rippen angeordnet, welche in den Einlaßkanal hineinragen und' ihre Wärme an den frischen Brennstoff abgeben.Arrangement of an air-cooled exhaust valve in internal combustion engines The invention relates to air-cooled exhaust valves for internal combustion engines, in particular for aircraft engines. It is known to use the exhaust port of a cylinder with a connecting in the direction of flight extending tubular chamber, through which atmospheric Air flows through, which creates a negative pressure in the exhaust duct and the exhaust gases quickly removed from the outlet duct. It has also been proposed that this outlet channel in the vicinity of the valve to be surrounded by an air jacket through which fresh air flows through it so that the valve is kept as cool as possible. One already has the valve spindle of this exhaust valve itself made hollow and flowing through Air cooled. According to the invention, not only is a significantly better cooling achieved of the exhaust valve, but it becomes part of that contained in the exhaust gases Heat used to preheat the incoming fresh fuel mixture. This is done in that the valve spindle of the exhaust valve through a Outlet channel from the inlet channel separating wall and also through the outer wall of the Inlet channel goes through, so that the spindle on the one hand through the inflowing fresh amount of fuel and on the other hand through the flowing out through the outlet channel Cooling air is cooled, with the fresh fuel taking part of the heat of the exhaust valve leads away. For the purpose of further cooling of the outlet valve are next to the passage point ribs of the valve spindle through the wall separating the outlet channel from the inlet channel arranged, which protrude into the inlet channel and 'their heat on the fresh Deliver fuel.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. .An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing. .

Abb. i ist ein senkrechter Mittelschnitt durch einen Zylinderkopf, und Abb. 2 ist ein Schnitt nach Linie II-II der Abb. i.Fig.i is a vertical center section through a cylinder head, and Fig. 2 is a section along line II-II of Fig. i.

Das Ausführungsbeispiel stellt einen Zylinder io eines Flugzeugmotors dar, dessen Zylinderkopf 1q. abnehmbar befestigt ist. In der Bodenwand 16 des Zylinderkopfes 1q. ist eine Auslaßöffnung 17 und eine Einlaßöffnung 18 angeordnet. Diese Öffnungen liegen zu beiden Seiten der Mittelachse des Zylinders und bilden je einen Ventilsitz. Der eine Ventilsitz arbeitet mit einem Auslaßventil i9 und der andere mit einem Einlaßventil 2o zusammen. Mit der Auslaßöffnung 17 steht ein Auslaßkanal2i in Verbindung, während mit der Einlaßöffnung 18- ein Einlaßkanal 22 in Verbindung steht. Diese beiden Kanäle liegen in einem Winkel mit Bezug auf die Mittelachse des Zylinders und sind durch eine Wand 23 voneinander getrennt. Diese Trennwand 23 beginnt in der Mitte des Bodens 16 des Zylinderkopfes und erstreckt sich schräg nach der Seite des Ausläßkanals hin; so daß der Einlaßkanal 22 oberhalb des Auslaßkanals und der Auslaßöffnung 17 liegt. Die Außenwand 24 des Einlaßkanals bildet gleichzeitig die äußere Wandung des Zylinderkopfes. An dem oberen Ende ist der Einlaßkanal mit einer röhrenförmigen Fortsetzung 25 . versehen, an welcher ein Flansch 26 sitzt, welcher mit der Brennstoffleitung in irgendeiner Weise verbunden wird.The exemplary embodiment represents a cylinder io of an aircraft engine, the cylinder head 1q. is detachably attached. In the bottom wall 16 of the cylinder head 1q. an outlet port 17 and an inlet port 18 are arranged. These openings are located on both sides of the central axis of the cylinder and each form a valve seat. One valve seat works with an outlet valve 19 and the other with an inlet valve 2o. An outlet channel 2i is connected to the outlet opening 17, while an inlet channel 22 is connected to the inlet opening 18-. These two channels are at an angle with respect to the central axis of the cylinder and are separated from one another by a wall 23. This partition wall 23 begins in the middle of the bottom 16 of the cylinder head and extends obliquely towards the side of the outlet channel; so that the inlet channel 22 lies above the outlet channel and the outlet opening 17 . The outer wall 24 of the inlet channel simultaneously forms the outer wall of the cylinder head. At the upper end is the inlet duct with a tubular continuation 25. provided, on which a flange 26 sits, which is connected to the fuel line in any way.

Das äußere Ende des Auslaßkanals 21 mündet seitlich bei 23a in eine quer verlegte rohrförmige Kammer 22a, welche sich in der Flugrichtung erstreckt. Die an beiden Enden offene Kammer 22a ist an dem vorderen Ende etwas konisch und dient zur Unterstützung einer Düse 25a, welche konzentrisch in das vordere Ende der Kammer 22a hineinragt. Diese Düse 25a läuft nach dem vorderen Ende konisch auseinander, um atmosphärische Luft durch die Kammer kräftig hindurchströmen zu lassen. Es ist einleuchtend, daß, wenn sich das Flugzeug in Bewegung befindet, ein recht starker Luftstrom durch die Düse 25a und die Kammer 22a hindurchströmt, so daß in dem Auslaßkanal2i ein Unterdruck entsteht. Hierdurch wird nicht nur die Entfernung der verbrannten Gase aus dem Zylinder erleichtert, wenn das Auslaßventil sich. öffnet, sondern das Auslaßventil wird auch kühl gehalten.The outer end of the outlet channel 21 opens laterally at 23a in a transverse tubular chamber 22a extending in the direction of flight. The chamber 22a, which is open at both ends, is somewhat conical and at the front end serves to support a nozzle 25a which is concentric in the front end the chamber 22a protrudes. This nozzle 25a diverges conically towards the front end, to force atmospheric air through the chamber. It is it is evident that when the aircraft is in motion, a fairly strong one Air stream flows through the nozzle 25a and the chamber 22a, so that in the outlet channel 2i a negative pressure is created. This will not only remove the burned Gases from the cylinder are eased when the exhaust valve is up. opens, but that Outlet valve is also kept cool.

Die Wand 23, welche den Einlaßkanal 22 von dem Auslaßkanal 2,1 trennt; und die äußere Wand 24 sind mit Ventilführungen 27 und 28 versehen, in welchen sich die Ventilspindel 29 des Auslaßventils i9 hin und her bewegt. Das äußere Ende der Ventilspindel 29 ist mit der gewöhnlichen -Kappe 3o versehen, zwischen welcher und der Wandung 24 eine Schraubenfeder 31 angeordnet ist.The wall 23 which separates the inlet channel 22 from the outlet channel 2.1; and the outer wall 24 are provided with valve guides 27 and 28 in which the valve spindle 29 of the exhaust valve i9 moves back and forth. The outer end of the Valve spindle 29 is provided with the usual cap 3o, between which and the wall 24 a helical spring 31 is arranged.

Das Einlaßventil ist mit einer in der Wand z4 angeordneten Ventilführung 32 versehen. Das äußere Ende der Ventilspindel dieses Ventils ist mit der bekannten Kappe 33 versehen, gegen die sich das eine Ende einer Ventilfeder 34 abstützt. Die Vorrichtungen zur Steuerung der Ventile bilden keinen Teil der vorliegenden Erfindung und sind daher nicht besonders dargestellt.The inlet valve has a valve guide arranged in the wall z4 32 provided. The outer end of the valve spindle of this valve is with the known Cap 33 provided against which one end of a valve spring 34 is supported. the Devices for controlling the valves do not form part of the present invention and are therefore not specifically shown.

Die Ventilspindel 29. des Auslaß.ventiles ragt durch den Einlaßkanal22 hindurch, so daß die einströmenden frischen Brennstoffgase die Ventilspindel umspülen müssen und dieselbe abkühlen, bevor sie in den Zylinder eintreten. Die einströmenden frischen Brennstoffgase werden nicht nur durch die #Ventilspindel29 vorerwärmt, sondern auch noch dadurch, daß sie über Rippen 35 hinwegströmen, welche an dem unteren Teil der Zwischenwand 23 sitzen und in den Einläßkanal hineinragen. Die Bodenwand des Zylinderkopfes 16 wird während der Verbrennung stark erwärmt, und die Wärme wird durch die Wand 23 und die Rippen 35 weitergeleitet, so daß sie ihre Wärme an die einströmende frische Brennstoffmischung abgeben. Hierdurch wird das Brenngemisch gut vergast, und gleichzeitig findet durch diesen Wärmeaustausch eine Kühlung des Zylinderkopfes statt, so daß derselbe keine zu hohe Temperatur annimmt. Beim praktischen Betrieb hat sich herausgestellt, daß ein Teil des Brennstoffes in die Ventilführung 28 eintritt, wodurch dieselbe und die Ventilspindel frei von Kohlenstoff gehalten werden.The valve spindle 29 of the outlet valve protrudes through the inlet channel 22 through so that the fresh fuel gases flowing in wash around the valve stem must and cool them down before they enter the cylinder. The incoming Fresh fuel gases are not only preheated by the # valve spindle29, but also by the fact that they flow over ribs 35, which on the lower Part of the partition 23 sit and protrude into the inlet channel. The bottom wall of the cylinder head 16 is strongly heated during combustion, and the heat is passed through the wall 23 and the ribs 35, so that they take their heat dispense the incoming fresh fuel mixture. This creates the fuel mixture well gasified, and at the same time this heat exchange cools the Cylinder head instead, so that the same does not assume too high a temperature. In the practical Operation has been found that some of the fuel in the valve guide 28 occurs, whereby the same and the valve stem are kept free of carbon will.

Um eine weitere Abkühlung des Auslaßventils i9, 29 zu erreichen, kann man eine Luftströmung durch das Ventil anordnen, wie es schon von anderen Kühlanordnungen her bekannt ist. Die Ventilspindel 29 wird hohl ausgeführt, und der Hohlraum ist an seinem oberen Ende mit nach auswärts führenden Kanälen 36 verbunden, während das untere Ende des Hohlraumes mit Kanälen 37 verbunden ist, die durch den Ventilkörper hindurchgehen. Die Kanäle 36 stellen die Verbindung des Hohlraumes mit der Atmosphäre her, und die Kanäle 37 stellen die Verbindung des Hohlraumes mit dem Auslaßkanal 21 her. Infolge des entstehenden Unterdruckes in dem Auslaßkanal2i wird dann kalte atmosphärische Luft durch die Ventilspindel hindurchgesaugt.In order to achieve a further cooling of the outlet valve i9, 29, can you can arrange a flow of air through the valve, as has been done by other cooling arrangements is known ago. The valve spindle 29 is made hollow, and the cavity is connected at its upper end with outwardly leading channels 36, while the lower end of the cavity is connected to channels 37 passing through the valve body go through. The channels 36 connect the cavity with the atmosphere and the channels 37 connect the cavity to the outlet channel 21 ago. As a result of the resulting negative pressure in the outlet channel 2i then becomes cold atmospheric air is sucked through the valve stem.

Der Ouerschnitt der Kanäle 36 wird nun vorzugsweise kleiner als der Querschnitt des Hohlraurnes in der Ventilspindel gemacht, damit die Luft, welche durch die Ventilspindel hindurchgesaugt -wird, einen Druck annimmt, der geringer ist als. der atmosphärische Druck. Dieses ist ein sehr wichtiges Kennzeichen, denn in dieser Weise wird nicht nur die Strömung der Luft durch das Ventil ausgenutzt, sondern. auch die Kühlwirkung der Luft, die dadurch entsteht, daß die Luft mit geringerem Druck als der atmosphärische Druck ist, durch die Ventilspindel hindurchgesaugt wird und sich darin ausdehnt.The cross section of the channels 36 is now preferably smaller than that Cross-section of the cavity made in the valve stem so that the air which is sucked through the valve spindle, assumes a pressure which is lower is as. the atmospheric pressure. This is a very important indicator because in this way not only the flow of air through the valve is used, but. also the cooling effect of the air, which arises from the fact that the air with less Pressure than atmospheric pressure is drawn through the valve stem becomes and expands in it.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Arrangement of an air-cooled exhaust valve at Internal combustion engines, especially for aircraft engines, with one with the outer Tubular chamber connected to the end of the outlet channel and extending in the direction of the aircraft, through which atmospheric air flows, creating a negative pressure in the outlet duct generated and sucks cooling air through the hollow valve spindle, characterized in that the valve spindle (29) of the exhaust valve (i9) passes through the exhaust port (2T) from the inlet channel (2z) separating wall (23) and. through the outer wall (24) of the inlet channel (22) passes, so that the spindle (29) on the one hand by the incoming fresh fuel and on the other hand through the through the outlet channel escaping cooling air is cooled.

2. Arrangement according to claim r, characterized in that that in addition to the passage point of the valve spindle (29) through which the outlet channel (2r) wall (23) separating the inlet channel (22) on this wall (23) ribs (35) sit, which protrude into the inlet channel (22) and their heat on the fresh Deliver fuel.