Übersetzung der Beschreibung:
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Die Erfindung betrifft ein Schmiersystem für den
Ventilsitz eines Verbrennungsmotors und insbesondere ein
Schmier-System zum Schmieren des Ventilsitzes eines Einlaß- oder
Auslaßventils eines Verbrennungsmotors, mit dem ein Ventilkopf in
innige Berührung kommt.
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Ein Einlaß- und Auslaßventilmechanismus eines
Verbrennungsmotors verwendet im allgemeinen sogenannte Tellerventile.
Um die Abnutzung eines Ventilkopfes, der nahe der Wand einer
Verbrennungskammer angeordnet ist, möglichst gering zu halten,
wird dem Ventilsitz Schmieröl zugeführt, um die Abnutzung der
Ventilsitzfläche möglichst gering zu halten. Dies wurde
erreicht, indem Schmieröl unter dem Einfluß der Schwerkraft durch
einen kleinen Spalt zwischen einem Ventilschaft und einer den
Schaft führenden Ventilführung dem Ventilsitz zugeführt wurde.
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Bei einem aufgeladenen Verbrennungsmotor mit erhöhtem
Ladedruck des dem Motorzylinder zugeführten
Luft-Kraftstoffgemisches wird der erhöhte Ladedruck des Luft-Kraftstoffgemisches
auf den Spalt zwischen dem Ventilschaft des Ventils und der
Ventilführung in Richtung von stromabwärts nach stromaufwärts
des Spaltes aufgebracht. Das Schmieröl fällt daher nicht in
Richtung von stromaufwärts nach stromabwärts durch den Spalt
hindurch, so daß die Zufuhr des schmieröls zum Ventilsitz
blockiert ist, was zu einer ungenügenden Schmierung der
Ventilsitzfläche führt.
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Wenn der ventilkopf auf dem Ventilsitz ruht, dann nimmt er
den innendruch des Motorzylinders auf, so daß er geringfügig
verlagert wird, während er mit der ventilsitzfläche in
Berührung steht. In diesem Zustand ermöglicht eine ungenügende
Zufuhr von Schmieröl zu der Ventilsitzfläche eine Abnutzung
sowohl am Kopf des Ventils als auch an der ventilsitzfläche< so
daß die Gasdichtheit des ventils verlorengeht, wodurch die
Leistung des Verbrennungsmotors verringert wird.
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In der US-A-3 446 313 ist ein Schmiersystem für einen
Ventilsitz eines aufgeladenen Verbrennungsmotors beschrieben
(siehe Fig. 5), bei dem das Schmieröl einem Ventilsitz
zugeführt wird, der mit einem Sitzring ausgebildet ist. Dieser
Sitzring ist in Umfangsrichtung des Sitzrings mit einer Ringnut
(27)versehen. Die Oberfläche des Sitzrings ist mit mehreren
Bohrungen (28) versehen, die das Schmieröl enthalten. Ein
Zylinderkopf (2), an dem der Sitzring befestigt ist, ist mit
einem Ölkanal (22) versehen, um der Ringnut (27) Schmieröl
zuzuführen, wodurch das durch den Ölkanal und die Ringnut
zugeführte Schmieröl in der Ventilsitzfläche des mit mehreren
Bohrungen versehenen Sitzrings enthalten ist, um auf der
Ventilsitzfläche einem Schmierölfilm zu bilden.
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Die DE-A-3 346 371 offenbart die Verwendung eines porösen
Materials, das Schmieröl gut aufnehmen kann, um eine
Ventilfläche zu schmieren.
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Das JP-U-56 507 11 offenbart ein Schmiersystem für einen
Ventilsitz, das die Merkmale des Oberbegriffs der Ansprüche 1
und 2 aufweist.
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Nach einem Gesichtspunkt der Erfindung ist vorgesehen ein
Schmiersystem für den Ventilsitz eines Verbrennungsmotors,
umfassend einen Sitzring, mit dem eine Fläche eines Ventiltellers
in Berührung kommt, eine Ringnut, die entlang der
Umfangsrichtung einer äußeren zylindrischen Fläche des Sitzringes
ausgebildet ist, und einen Ölkanal, der im Zylinderkopf angeordnet
ist, um der Ringnut Schmieröl zuzuführen, wobei das Schmieröl
der Ventilsitzfläche des Sitzringes über den Ölkanal und die
Ringnut zugeführt wird, wobei der Sitzring vom Zylinderkopf
getrennt ausgebildet ist und nur ein Teil des Sitzringes aus
einem porösen gesinterten Metall hergestellt ist, das das
Schmieröl leicht aufnehmen kann, dadurch gekennzeichnet, daß
dieses Teil die Ventilsitzfläche bildet, an der der
Ventilteller anliegt und sich von der Ventilsitzfläche zu der Ringnut
erstreckt, wodurch von dem Ölkanal und von der Ringnut
Zugeführtes Schmieröl in der aus dem gesinterten Metall
hergestellten Ventilsitzfläche enthalten ist, um auf der
Ventilsitzfläche einen Schmierölfilm zu bilden.
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Nach einem anderen Gesichtspunkt der Erfindung ist
vorgesehen ein Schmiersystem für den Ventilsitz eines
Verbrennungsmotors, umfassend einen Sitzring, mit dem eine Fläche eines
Ventiltellers in Berührung kommt, eine Ringnut, die entlang der
Umfangsrichtung einer äußeren zylindrischen Fläche des
Sitzringes ausgebildet ist, und einen Ölkanal, der im Zylinderkopf
angeordnet ist, um der Ringnut Schmieröl zuzuführen, wobei das
Schmieröl der Ventilsitzfläche des Sitzringes über den Ölkanal
und die Ringnut zugeführt wird, wobei der Sitzring vom
Zylinderkopf getrennt ausgebildet ist und nur ein Teil des
Sitzringes aus einem porösen gesinterten Metall hergestellt ist,
das das Schmieröl leicht aufnehmen kann, dadurch
gekennzeichnet, daß dieses Teil die Ventilsitzfläche bildet, an der der
Ventilteller anliegt, und daß das Teil über mehrere
Schmierölbohrungen mit der Ringnut verbunden ist, wodurch von dem
Ölkanal und von der Ringnut zugeführtes Schmieröl in der aus dem
gesinterten Metall hergestellten Ventilsitzfläche enthalten
ist, um auf der Ventilsitzfläche einen Schmierölfilm zu bilden.
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Zum besseren Verständnis der Erfindung, und um zu zeigen
wie diese verwirklicht werden kann, wird beispielhaft auf die
beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen. Es zeigt:
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Fig. 1 einen ausschnittsweisen Schnitt durch den Hauptteil
eines Zylinderkopfes der eine erste Ausführungsform eines
Schmiersystems für einen Ventilsitz zeigt, und
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Fig. 2 einen ähnlichen ausschnittsweisen Schnitt durch den
Hauptteil eines Zylinderkopfes, der eine zweite Ausführungsform
eines Schmiersystems für einen Ventilsitz zeigt.
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Gemäß Fig. 1 hat ein Zylinderkopf 1 einen eingesetzten
Sitzring 2, der den Ventilsitz bildet, d.h. einen Teil der
Verbrennungskammer den ein Kopf 3a des Ventiltellers 3 eines
Tellerventils berührt. Die äußere Zylinderfläche des Sitzrings 2
ist am Außenumfang mit einer Ringnut 4 versehen. Die Ringnut 4
steht mit einem im Zylinderkopf 1 ausgebildeten Ölkanal 5 in
Verbindung.
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Der Sitzring 2 ist aus einem einzigen Material
hergestellt, das eine für den Ventilsitz ausreichende mechanische
Festigkeit hat und teilweise eine poröse Metall struktur
aufweist. Insbesondere hat ein ringförmiges Teil 6 (das eine
Ventilsitzfläche 7 des Sitzringes 2 bildet, auf dem der
Ventilteller 3 aufliegt und der sich von der Fläche 7 zu der Ringnut
4 erstreckt) eine poröse gesinterte Metallstruktur.
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Gemäß dem Schmiersystem für den Ventilsitz drückt eine
(nicht gezeigte) Ölpumpe od. dgl. Schmieröl durch den rechten
Ölkanal 5 in Fig. 1 in die im Sitzring 2 ausgebildete Ringnut 4
hinein. Das Schmieröl durchströmt sodann die Ringnut 4, um den
Sitzring 2 zu kühlen, und es kehrt durch den linken Ölkanal 5
in Fig. 1 in eine Ölwanne od. dgl. zurück. Ein Teil des der
Ringnut 4 im Sitzring 2 zwangsweise zugeführten Schmieröls
durchdringt den aus der porösen Metallstruktur hergestellten
Teil 6, um auf der Ventilsitzfläche 7 des Sitzrings 2 einen
Schmierölfilm zu erzeugen.
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Da bei diesem Schmiersystem für den Ventilsitz das der
Ringnut 4 zangsweise zugeführte Schmieröl auf der
Ventilsitzfläche 7 des Sitzrings 2 ständig einen Schmierölfilm erzeugt,
wird die Zufuhr des Schmieröls zur Ventilsitzfläche 7 nicht
unzureichend, wodurch die mögliche Abnutzung sowohl des
Ventilkopfes 3a als auch des Ventilsitzes 7 des Ventiltellers 3 auf
ein Minimum verringert wird. Die Gasdichtheit des Einlaßventils
wird daher nicht beeinträchtigt, und die Leistung des
Verbrennungsmotors wird nicht geschmälert.
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Da der Sitzring 2 bei der vorstehend beschriebenen
Ausführungsform aus einem einzigen Material hergestellt ist, hat der
Sitzring 2 eine für den Ventilsitz und für denjenigen Teil
desselben, der eine poröse gesinterte Metallstruktur aufweist,
eine ausreichende mechanische Festigkeit. Die vorliegende
Erfindung ist aber nicht auf die vorstehende Ausführungsfo=
beschränkt. Wahlweise kann die das Teil 6 des Sitzrings
bildende poröse gesinterte Metall struktur von dem übrigen Teil des
Sitzrings 2 getrennt hergestellt und an diesem befestigt
werden.
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Gemäß Fig. 2, in der die gleichen Teile wie in Fig. 1 mit
gleichen Bezugszeichen versehen sind, hat ein Teil 9 des
Sitzrings 2, das die Ventilsitzfläche 7 des Sitzrings 2 bildet, auf
dem der Ventilteller 3 aufliegt, eine poröse gesinterte
Metallstruktur, die über Schmierölbohrungen 9 mit der Ringnut 4 in
Verbindung steht.
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Bei dem Schmiersystem für den Sitz nach der zweiten
Ausführungsform führt die (nicht gezeigte) Ölpumpe od. dgl.
Schmieröl durch den rechten Ölkanal 5 in Fig. 2 zwangsweise der
Ringnut 4 zu. Sodann strömt das Schmieröl durch die Ringnut 4,
um den Sitzring Sitzring 2 zu kühlen, und es kehrt durch den
linken Ölkanal 5 von Fig. 2 zu der Ölwanne od. dgl. zurück. Ein
Teil des der Ringnut 4 im Sitzring 2 zwangsweise zugeführten
Schmieröls dringt durch die Schmierölbohrungen 8 in die poröse
Metallstruktur des Teils 9 ein, und es wird darin gehalten, um
auf der Ventilsitzfläche 7 des Sitzrings 2 einen Schmierölfilm
zu erzeugen.
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Da das der Ringnut 4 zwangsweise zugeführte Schmieröl auch
bei der zweiten Ausführungsform nach Fig. 2 ständig einen
Schmierölfilm auf der Ventilsitzfläche 7 erzeugt, wird die
Zufuhr des Schmieröls zur Ventilsitzfläche 7 nicht
unzureichend, wodurch eine mögliche Abnutzung sowohl des Ventilkopfes
3a als auch der Ventilsitzfläche 7 des Einlaßventiltellers 3
auf ein Minimum verringert wird. Die Gasdichtheit des
Einlaßventils wird daher nicht beeinträchtigt, und die Leistung des
Verbrennungsmotors wird demzufolge nicht verringert.
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Wie dies vorstehend erläutert wurde, ist die äußere
Zylinderfläche des den Ventilsitz bildenden Sitzrings mit der
Ringnut versehen; zumindest ein Teil des Sitzrings, der die
Ventilsitzfläche bildet, hat eine poröse gesinterte Metallstruktur;
und Schmieröl wird durch die Nut dem die poröse Metall struktur
aufweisenden Teil zugeführt, um auf der Ventilsitzfläche einen
Schmierölfilm zu bilden, so daß, wenn der Ventilkopf auf der
Ventilsitzfläche aufliegt und wenn der Ventilkopf in der
aufliegenden Stellung einen eine Verformung bewirkenden Innendruck
des Motorzylinders aufnimmt, was eine geringfügige
Reibungsverlagerung des Ventilkopfes bewirkt, eine mögliche Berührung
Metall auf Metall zwischen dem Ventilkopf und der
Ventilsitzfläche verhindert wird, wodurch eine mögliche Abnutzung sowohl
des Ventilkopfes als auch der Ventilsitzfläche verhindert wird.
Die Gasdichtheit des Ventils wird daher beibehalten, wodurch
eine Leistungsverringerung des Verbrennungsmotors verhindert
wird. Durch die Zufuhr von Schmieröl zu der in der äußeren
zylindrischen Fläche des Sitzrings ausgebildeten Ringnut wird
außerdem der Sitzring gekühlt, so daß die mechanische
Festigkeit des Ventils beibehalten wird, um die Zuverlässigkeit des
Verbrennungsmotors beträchtlich zu steigern.