EP0066733A1 - Brennkraftmaschinen-Einlass-oder Auslassventil - Google Patents

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EP0066733A1
EP0066733A1 EP82104273A EP82104273A EP0066733A1 EP 0066733 A1 EP0066733 A1 EP 0066733A1 EP 82104273 A EP82104273 A EP 82104273A EP 82104273 A EP82104273 A EP 82104273A EP 0066733 A1 EP0066733 A1 EP 0066733A1
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valve
sealing surface
valve body
valve according
opening
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EP82104273A
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Werner Dr.-Ing. Hüther
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MTU Aero Engines GmbH
Original Assignee
MTU Motoren und Turbinen Union Muenchen GmbH
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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
    • 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
    • F01L3/00—Lift-valve, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces; Parts or accessories thereof
    • F01L3/02—Selecting particular materials for valve-members or valve-seats; Valve-members or valve-seats composed of two or more materials
    • 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
    • F01L3/00—Lift-valve, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces; Parts or accessories thereof
    • F01L3/20—Shapes or constructions of valve members, not provided for in preceding subgroups of this group
    • 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
    • F02B1/00—Engines characterised by fuel-air mixture compression
    • F02B1/02—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition
    • F02B1/04—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition with fuel-air mixture admission into cylinder

Definitions

  • the invention relates to a valve, in particular an intake or exhaust valve on an internal combustion engine or on its working cylinder.
  • the heat in the valve disc is released into the water or air via the truncated cone valve seat during the closing time derived from the cooled cylinder head.
  • This heat dissipation is not particularly great, ie the valve body in particular is at risk of heat, or such a valve cannot be subjected to high thermal loads.
  • very high acceleration forces occur when the rocker arm or the like strikes the valve stem when the valve is opened and also when the valve plate hits the valve seat when the valve closes. This results in high mechanical loads on the valve and considerable noise.
  • the object of the invention is to provide a valve in which the play mentioned can be reduced or eliminated and even greater heat resistance can be achieved and the flow problems mentioned can usually also be at least partially solved.
  • the low coefficient of thermal expansion of the ceramic material - in particular silicon carbide SiC or silicon nitride Si 3 N 4 - allows tight fit dimensions, which ensures that the valve seals well even at high temperatures. Furthermore, there are no frustoconical seats here, so that it is easy to carry out to let the fluid flow out of the valve into the combustion chamber in more favorable, freely chosen directions. Furthermore, the valve body can easily be designed in such a way that as little eddy formation as possible occurs in the inflowing or outflowing fluid, for example it can be bulged into the combustion chamber in a flow-favorable manner. Despite such an enlargement, the valve body thus not thermally overloaded due to the greater heat absorption, because it is made of ceramic material.
  • the characterizing part of claim 2 ensures that the valve body, in the case of the valve stem, which is usually somewhat distant from it, in any case runs perfectly into the mating surface or the fixed cylindrical sealing surface. According to claim 3, a very simple valve type results. Relatively little turbulence occurs on the valve in the case of the bulbous valve body mentioned in claim 4, which is bulged into the combustion chamber. When the valve is open, the fluid flows around the valve body in the case of claim 3 or 4, and through the cylinder body in the case of claim 5. There is the possibility of defining the inflow and outflow directions in different ways on hollow cylinder bodies. Opening arrangements for this are specified in particular in claims 6 and 7.
  • the hollow cylinder body of the intake or exhaust valve can also have a single, for example large opening on its end on the combustion chamber side and, on the other side of the wall, the closing opening or openings on its periphery. It can be advantageous to arrange the openings on the circumference of the cylinder body evenly distributed over 360 °.
  • inlet valve one proceeds in particular when a rotational movement of the fluid, a swirl flow, is desired. This has the relatively lighter combustion gases on the inside, while on the outside it has relatively cool air that does not participate in the combustion, which results in a heat-proof engine. If one proceeds according to claim 8, the combustion chamber is sealed even better.
  • the design according to claim 9 serves to reduce the weight of the valve body.
  • valve ring or the valve tube according to claim 10 is preferably made of ceramic material. He or she is stuck in the cylinder head.
  • valve body or this and the or the other part consists or consist in particular of silicon carbide SiC or or silicon nitride Si 3 N 4 , but can also consist of oxide ceramics such as aluminum oxide A1 2 0 3 or magnesium oxide Mg0.
  • the outer diameter of the valve stem is at least in the cases of claims 3 and 4 smaller than the diameter of the cylindrical sealing surfaces.
  • valves according to claims 3 and 4 and valves with a similar valve body are in particular of the type that their flow cross-section is located within the combustion chamber or the interior of the working cylinder of the internal combustion engine.
  • these valves can also be of the type that their flow cross-section is outside the combustion chamber or this interior.
  • the valve according to the invention can be an intake valve, but also an exhaust valve, in particular on an internal combustion engine.
  • the invention is generally applicable to internal combustion engines with a linearly reciprocating working piston, particularly in diesel and gasoline engines.
  • valve according to the invention can also e.g. be provided on or in a container, a pipe or another thermal engine or machine, for example as a bypass valve in a turbocharger.
  • the valve body is made of ceramic material according to claims 1 to 11.
  • patent protection is also sought in the context of this application for valves according to claims 1 to 10 in the event that of the two parts mentioned, the valve body is made of a different material, in particular metal, and the other feature (the two mutual sealing surfaces are cylindrical) ) of claim 1 and the characteristics of claims 2 to 10 are retained in full.
  • the cylinder axis 10 of the cylindrical sealing surfaces runs in the to-and-fro directions of movement - see the double arrow 11 - of the valve body, which together with a valve stem 12 (shown broken off) consists of one piece and of ceramic material and represents this unit as a revolution body .
  • the ceramic valve body is a valve disk 13.
  • This has the cylindrical sealing surface 14 on the outside. This is due to the cylindrical sealing surface 15, which is provided on a valve ring 16.
  • the valve plate 13 has on its sealing surface 14 in the direction of the cylinder axis 10 successive labyrinth sealing grooves 17.
  • the valve ring 16 is, at least in the case of an exhaust valve, also made of ceramic material, is seated in a recess 19 of a cylinder head 20 which begins at the combustion chamber 18 and can be made of ceramic material, and forms an opening 21 of the valve on the combustion chamber side.
  • a valve tube 22 can be used, which is inserted in the cylinder head 20 and also begins at the combustion chamber 18.
  • the valve ring 16 or the valve tube 22 has an inlet surface 23 which adjoins its cylindrical sealing surface 15, widens conically to the combustion chamber 18 and ends at the combustion chamber 18 with the opening 21.
  • the ceramic valve body 24 according to FIG. 2 is a bulbous body with an annular, relative to its largest diameter and its length axially short cylindrical sealing surface 25 in the area of this diameter.
  • the fixed cylindrical sealing surface 26 is formed by the cylinder head 20. This has the inlet surface 23.
  • the valve body 24 has a spherical cavity 27 on the inside to save weight. Due to its bulbous shape, the valve body 24 has a streamlined bulge 28 into the combustion chamber 18. The bulge 28 is particularly streamlined because it is formed tapering into the combustion chamber 18. The opposite bulge 29 and the feature that it tapers into the valve stem 12 are also very streamlined.
  • the valve body 24 can also be referred to as a drop-shaped body.
  • valve body 13 or 24 is moved into the combustion chamber 18 to open the valve.
  • the hollow ceramic cylinder body 30 has a coaxial, cylindrical interior 31 through which the fluid of the valve can flow and two peripheral wall openings or openings 32 and 33 for the entry and exit or exit and entry of the fluid in question.
  • the cylinder body 30 is sealingly guided in a bore in a wall 34.
  • the bore surface is the fixed cylindrical sealing surface 36, and the other sealing surface 35 is located on the circumference of the cylinder body 30.
  • the openings 32 and 33 are arranged offset from one another by 180 °. They can also be arranged at a smaller angle or not offset from one another.
  • the openings 32 and 33, angularly offset from one another or not, are arranged at such an axial distance from one another that they are both fully open in the fully open position (FIG.
  • valves ie are located axially outside of the wall 34, the openings 32 on the one side of the wall 34, the openings 33 on the other side of the wall 34.
  • the opening 33 In the fully closed position (FIG. 3) of the valve, the opening 33 is fully in the bore (36).
  • the inflow and outflow of the fluid take place approximately perpendicular to the cylinder axis 10.
  • a swirl flow in the combustion chamber 18 is possible with such an opening 33 provided in the peripheral wall of the cylinder body 30 for the exit of the fluid.
  • axially parallel openings 38 can be provided in the end wall 37 of the cylinder body 30 located at the valve stem 12.

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Abstract

Es soll ein Ventil bzw. Ventil dieser Art geschaffen werden, bei dem ein Spiel zwischen einem Ventiltrieb und einem Ventilschaft vermindert oder beseitigt werden darf, eine größere Wärmebelastbarkeit erzielbar ist und meist auch weniger Strömungsprobleme auftreten. Die Erfindung besteht darin, daß von den die beiden gegenseitigen Dichtflächen des Ventils aufweisenden Teilen des Ventils mindestens der Ventilkörper aus keramischem Werkstoff besteht und diese Dichtflächen zylindrisch sind. Der Ventilkörper ist insbesondere teller-, knollen- oder tropenförmig oder ein durch eine Wand hindurch hin und her bewegbarer, hohler Zylinderkörper, bei dem eine Öffnung am Umfang desselben durch Hineinbewegen in die Wand durch diese verschließbar ist.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Ventil, insbesondere Ein- oder Auslaßventil an einem Verbrennungsmotor bzw. an dessen Arbeitszylinder.
  • Ein Auslaßventil und ein Einlaßventil an einem Verbrennungsmotor und der Ventiltrieb sind allgemein bekannt, insbesondere in folgender Bauart:
    • Das Ventil befindet sich in einem Zylinderkopf oder -deckel. Ein Ventilkörper, der ein Ventilteller ist, und ein Ventilschaft bilden eine einstückige Einheit aus Stahl, die ein Umdrehungskörper ist und in Richtung ihrer Längsachse hin- und herbewegbar ist. Die beiden gegenseitigen, zueinander parallelen Dichtflächen des Ventils sind Kegelstumpfflächen. Der Ventilteller ist während der Schließzeit durch die Kraft einer Schraubendruckfeder mit seiner Dichtfläche gegen die feststehende Dichtfläche drückbar.
  • Die Wärme im Ventilteller wird während der Schließzeit über den Kegelstumpf-Ventilsitz in den wasser- oder luftgekühlten Zylinderkopf abgeleitet. Diese Wärmeableitung ist nicht besonders groß, d.h. insbesondere der Ventilkörper ist hitzegefährdet, bzw. solch ein Ventil ist thermisch nicht hoch belastbar. Außerdem ist erforderlich, daß zwischen dem Kipphebel oder dgl. des Ventiltriebs und dem Ventilschaft ein Spiel eingehalten wird und dadurch, z.B. auch bei unterschiedlichen Wärmedehnungen zwischen dem Ventiltrieb und dem Zylinderkopf, der Ventilteller während der Schließzeit mit seiner Dichtfläche tatsächlich gegen die feststehende Dichtfläche gedrückt wird bzw. satt und fest an dieser anliegt, damit wenigstens die genannte nicht besonders große Wärmeableitung erzielt wird. Durch dieses Spiel treten jedoch beim Auftreffen des Kipphebels oder dgl. auf den Ventilschaft beim Uffnen des Ventils und ferner durch das Auftreffen des Ventiltellers auf den Ventilsitz beim Schließen des Ventils sehr hohe Beschleunigungskräfte auf. Dies hat große mechanische Belastungen des Ventils und erhebliche Geräuschentwicklung zur Folge.
  • Ferner treten Strömungsprobleme auf, und zwar treten vor und hinter dem Ventilteller Verwirbelungen auf, und ferner ist die Kegelform des Stroms des Fluids - Luft beim Diesel-, Gemisch beim Ottomotor - aus dem Einlaßventil in den Brennraum hinein oft nicht günstig.
  • Aufgabe gemäß der Erfindung ist es, ein Ventil zu schaffen, bei dem das genannte Spiel verkleinert oder beseitigt werden darf und sogar eine größere Wärmebelastbarkeit erzielbar ist und meist auch die genannten Strömungsprobleme zumindest zum Teil gelöst werden können.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Mit diesen zylindrischen Dichtflächen, die gleichzeitig Führungsflächen sind und deren Zylinderachse in der Bewegungsrichtung des Ventilkörpers verläuft, darf das genannte Spiel verkleinert oder beseitigtwerden, weil sich der Ventilkörper nicht mehr an einen Ventilsitz anlegen muß. Auch werden Beschleunigungsspitzen und somit hohe Aufschlagkräfte vermindert oder vermieden, wodurch der Einsatz der Keramik wesentlich erleichtert wird. Wegen der hohen thermischen Stabilität des keramischen Werkstoffs ist nur wenig Wärmeableitung aus dem keramischen Ventilkörper erforderlich. Dies macht es möglich, die gegenseitigen Dichtflächen als zylindrische Flächen auszuführen, deren Zylinderachse in der Ventilkörperbewegungsrichtung verläuft. Der keramische Ventilkörper darf sehr heiß werden. Die thermische bzw. Wärme-Belastbarkeit des Ventilkörpers oder des Ventils ist größer als im vorn genannten Fall. Auch kann durch die Verwendung keramischen Werkstoffs für mindestens den Ventilkörper die Verbrennungstemperatur im Motorzylinder gesteigert werden. Ferner läßt der geringe Wärmeausdehnungskoeffizient des keramischen Werkstoffs - insbesondere Siliziumkarbid SiC oder Siliziumnitrid Si3N4 - enge Paßmaße zu, wodurch sichergestellt ist, daß das Ventil auch bei hoher Temperatur gut dichtet. Desweiteren gibt es hier keine kegelstumpfförmigen Sitzflächen, so daß es leicht ausführbar ist, das Fluid in günstigeren, frei gewählten Richtungen aus dem Ventil in den Brennraum hinein ausströmen zu lassen. Ferner kann der Ventilkörper leicht so ausgebildet werden, daß möglichst wenig Wirbelbildung im ein- bzw. ausströmenden Fluid auftritt, z.B. in den Brennraum hinein strömungsgünstig ausgebaucht sein. Trotz einer solchen Vergrößerung wird der Ventilkörperdurch die somit größere Wärmeaufnahme thermisch nicht überlastet, denn er besteht aus keramischem Werkstoff.
  • Vorteilhafte Ausbildungen und Weiterbildungen der Erfindung sind insbesondere aus den Unteransprüchen ersichtlich.
  • Durch das Kennzeichen des Anspruchs 2 ist sichergestellt, daß der Ventilkörper bei der meist etwas weit von ihm entfernten Lagerung des Ventilschafts in jedem Fall einwandfrei in die Paßfläche bzw. die feststehende zylindrische Dichtfläche einläuft. Gemäß dem Anspruch 3 ergibt sich eine sehr einfache Ventilbauart. Relativ wenig Verwirbelung tritt am Ventil im Fall des im Anspruch 4 genannten, knollenförmigen Ventilkörpers auf, der also in den Brennraum hinein ausgebaucht ist. Bei geöffnetem Ventil strömt das Fluid im Fall des Anspruchs 3 oder 4 um den Ventilkörper herum, im Fall des Anspruchs 5 durch den Zylinderkörper hindurch. Es besteht die Möglichkeit, an hohlen Zylinderkörpern gemäß dem Anspruch 5 die Ein- und Ausströmrichtungen verschiedenartig festzulegen. Uffnungsanordnungen dafür sind insbesondere in den Ansprüchen 6 und 7 angegeben. Der hohle Zylinderkörper des Ein- oder Auslaßventils kann aber auch brennraumseitig an seiner Stirn eine einzige z.B. große öffnung und auf der anderen Seite der Wand an seinem Umfang jene Schließöffnung bzw. -öffnungen aufweisen. Es kann von Vorteil sein, die öffnungen am Umfang des Zylinderkörpers über 360° gleichmäßig verteilt anzuordnen. Gemäß dem Anspruch 7 (Einlaßventil) geht man insbesondere dann vor, wenn im Verbrennungsraum eine Rotationsbewegung des Fluids, eine Drallströmunq, erwünscht ist. Diese weist innen die relativ leichteren Verbrennungsgase auf, während sie außen relativ kühle, nicht an der Verbrennung teilnehmende Luft aufweist, wodurch sich ein wärmedichterer Motor ergibt. Wird gemäß dem Anspruch 8 vorgegangen, wird der Brennraum noch besser abgedichtet. Die Ausbildung gemäß dem Anspruch 9 dient der Gewichtsverminderung des Ventilkörpers. Der Ventil ring oder das Ventilrohr gemäß dem Anspruch 10 besteht vorzugsweise aus keramischem Werkstoff. Er bzw. es sitzt fest im Zylinderkopf. Zum Anspruch 11 ist auszuführen, daß die Möglichkeit besteht, beim geschlossenen Ein- oder Auslaßventil, an einem Verbrennungsmotor, den Ventilkörper so zu verschieben bzw. so zu steuern, daß während der Verbrennung die Größe des Brennraums zur Beeinflussung des Verbrennungsdrucks bzw. des Verlaufs desselben geändert wird.
  • Der Ventilkörper oder dieser und das oder der andere Teil besteht bzw. bestehen insbesondere aus Siliziumkarbid SiC oder oder Siliziumnitrid Si3N4, kann bzw. können aber auch z.B. aus Oxidkeramik wie Aluminiumoxid A1203 oder Magnesiumoxid Mg0 bestehen.
  • Der Außendurchmesser des Ventilschafts ist zumindest in den Fällen der Ansprüche 3 und 4 kleiner als der Durchmesser der zylindrischen Dichtflächen.
  • Die Ventile gemäß den Ansprüchen 3 und 4 und Ventile mit ähnlichem Ventilkörper sind insbesondere von der Art, daß ihr Durchflußquerschnitt sich innerhalb des Verbrennungsraums bzw. des Innenraums des Arbeitszylinders des Verbrennungsmotors befindet. Diese Ventile können aber auch von der Art sein, daß ihr Durchflußquerschnitt sich außerhalb des Verbrennungsraums bzw. dieses Innenraums befindet.
  • Das erfindungsgemäße Ventil kann ein Einlaßventil, aber auch ein Auslaßventil sein, insbesondere an einem Verbrennungsmotor.
  • Die Erfindung ist im allgemeinen bei Verbrennungsmotoren mit geradlinig hin- und herbewegbarem Arbeitskolben, insbesondere bei Diesel- und Ottomotoren, anwendbar.
  • Das Ventil gemäß der Erfindung kann auch z.B. an oder bei einem Behälter, einem Rohr oder einer bzw. einer anderen thermischen Kraft- oder Arbeitsmaschine, beispielsweise als Bypassventil bei einem Turbolader, vorgesehen sein. Der Ventilkörper besteht gemäß den Ansprüchen 1 bis 11 aus keramischem Werkstoff. Es wird aber auch im Rahmen dieser Anmeldung um Patentschutz nachgesucht für Ventile gemäß den Ansprüchen 1 bis 10 für den Fall, daß von den beiden genannten Teilen der Ventilkörper aus anderem Werkstoff, insbesondere Metall, besteht und das andere Merkmal (die beiden gegenseitigen Dichtflächen sind zylindrisch) des Anspruchs 1 und die Kennzeichen der Ansprüche 2 bis 10 voll erhalten bleiben.
  • In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Ventils gemäß der Erfindung vereinfacht und jeweils in einem die Zylinderachse der zylindrischen Dichtflächen enthaltenden Längsschnitt dargestellt. Jedes dieser Ventile kann ein Einlaßventil, aber auch ein Auslaßventil sein.
    • Fig. 1 zeigt ein voll geschlossenes Tellerventil;
    • Fig. 2 zeigt ein voll geschlossenes Ventil mit knollenförmig ausgebildetem Ventilkörper;
    • Fig. 3 und 4 zeigen ein Ventil mit einem hohlen Zylinderkörper als Ventilkörper, wobei das Ventil gemäß Fig. 3 voll geschlossen, gemäß Fig. 4 voll offen ist.
  • Gemäß sämtlichen Figuren verläuft die Zylinderachse 10 der zylindrischen Dichtflächen in den Hin- und Herbewegungsrichtungen - siehe den Doppelpfeil 11 - des Ventilkörpers, besteht dieser zusammen mit einem Ventilschaft 12 (abgebrochen dargestellt) aus einem Stück und aus keramischem Werkstoff und stellt diese Einheit einen Umdrehungskörper dar.
  • Gemäß Fig. 1 ist der keramische Ventilkörper ein Ventilteller 13. Dieser weist außen die zylindrische Dichtfläche 14 auf. Diese liegt an der zylindrischen Dichtfläche 15, die an einem Ventil ring 16 vorgesehen ist. Der Ventilteller 13 weist an seiner Dichtfläche 14 in Richtung der Zylinderachse 10 aufeinanderfolgende Labyrinthdichtungsnuten 17 auf. Der Ventilring 16 besteht, zumindest im Fall eines Auslaßventils, ebenfalls aus keramischem Werkstoff, sitzt in einer am Brennraum 18 beginnenden Ausnehmung 19 eines Zylinderkopfs 20, der aus keramischem Werkstoff bestehen kann, und bildet eine brennraumseitige öffnung 21 des Ventils. Anstelle des Ventil rings 16 kann ein Ventilrohr 22 verwendet werden, das im Zylinderkopf 20 steckt und ebenfalls am Brennraum 18 beginnt. Der Ventil ring 16 oder das Ventilrohr 22 weist eine Einlauffläche 23 auf, die sich an dessen zylindrische Dichtfläche 15 anschließt, sich bis zum Brennraum 18 konisch schwach erweitert und am Brennraum 18 mit der öffnung 21 endet.
  • Der keramische Ventilkörper 24 gemäß Fig. 2 ist ein knollenförmiger Körper mit einer ringförmigen, relativ zu seinem größten Durchmesser und zu seiner Länge axial kurzen zylindrischen Dichtfläche 25 im Gebiet dieses Durchmessers. Die feststehende zylindrische Dichtfläche 26 ist durch den Zylinderkopf 20 gebildet. Dieser weist die Einlauffläche 23 auf. Der Ventilkörper 24 weist zur Gewichtsersparnis innen einen kugelförmigen Hohlraum 27 auf. Der Ventilkörper 24 hat durch seine Knollenform eine strömungsgünstige Ausbauchung 28 in den Brennraum 18 hinein. Die Ausbauchung 28 ist besonders strömungsgünstig, weil sie in den Brennraum 18 hinein zentral spitz auslaufend ausgebildet ist. Sehr strömungsgünstig sind auch die entgegengesetzte Ausbauchung 29 und das Merkmal, daß diese sich verjüngend in den Ventilschaft 12 übergeht. Man kann den Ventilkörper 24 auch als tropfenförmigen Körper bezeichnen.
  • Gemäß Fig. 1 und 2 wird der Ventilkörper 13 bzw. 24 zum öffnen des Ventils in den Brennraum 18 hinein verschoben.
  • Der hohle keramische Zylinderkörper 30 gemäß Fig. 3 und 4 weist einen koaxialen, zylindrischen, vom Fluid des Ventils durchströmbaren Innenraum 31 und zwei Umfangswanddurchbrüche oder öffnungen 32 und 33 für den Eintritt und den Austritt bzw. den Austritt und den Eintritt des betreffenden Fluids auf. Der Zylinderkörper 30 ist in einer Bohrung einer Wand 34 dichtend geführt. Die Bohrungsoberfläche ist die feststehende zylindrische Dichtfläche 36, und am Umfang des Zylinderkörpers 30 befindet sich die andere Dichtfläche 35. Die öffnungen 32 und 33 sind um 180° zueinander versetzt angeordnet. Sie können auch um einen kleineren Winkel oder nicht zueinander versetzt angeordnet sein. Die öffnungen 32 und 33, winkelmäßig zueinander versetzt oder nicht, sind in einem solchen axialen Abstand voneinander angeordnet, daß sie beide in der Volloffenstellung (Fig. 4) des Ventils voll offen sind, d.h. axial sich außerhalb der der Wand 34 befinden, die öffnungen 32 auf der einen Seite der Wand 34, die öffnungen 33 auf der anderen Seite der Wand 34. In der Voll geschlossenstellung (Fig.3) des Ventils befindet sich die öffnung 33 voll in der Bohrung (36). Die Einströmung und die Ausströmung des Fluids erfolgen etwa senkrecht zur Zylinderachse 10. Beim Einlaßventil ist mit einer solchen in der Umfangswand des Zylinderkörpers 30 für den Austritt des Fluids vorgesehenen öffnung 33 eine Drallströmung im Brennraum 18 möglich. - Anstelle oder zusätzlich zu einer öffnung 32 können achsparallele öffnungen 38 in der beim Ventilschaft 12 gelegenen Stirnwand 37 des Zylinderkörpers 30 vorgesehn sein.

Claims (11)

1. Ventil, insbesondere Ein- oder Auslaßventil an einem Verbrennungsmotor, dadurch gekennzeichnet, daß von den die gegenseitigen Dichtflächen (14,15) des Ventils aufweisenden Teilen (13,16) des Ventils mindestens der Ventilkörper (13) aus keramischem Werkstoff besteht und diese Dichtflächen (14,15) zylindrische Flächen sind.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich an die feststehende zylindrische Dichtfläche (26) eine feststehende, schwach konische Einlauffläche (23) anschließt.
3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper ein Ventilteller (13) mit zylindrischer Dichtfläche (14) ist.
4. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (24) knollenförmig mit zylindrischer Dichtfläche (25) ausgebildet ist.
5. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper ein durch eine Bohrung (36) einer Wand (34) führender, hohler Zylinderkörper (30) mit mindestens einer Eintrittsöffnung (32,38) und mindestens einer Austrittsöffnung (33) für sein Fluid ist, wobei die öffnung (33) bzw. öffnungen einer dieser beiden öffnungsarten am Umfang des Zylinderkörpers (30) vorgesehen und durch die Schließbewegung des Zylinderkörpers voll in die Bohrung (36) bewegbar ist bzw. sind.
6. Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnung (32) bzw. öffnungen (38) der anderen dieser beiden öffnungsarten am Umfang und/oder an der Stirn (39) des hohlen Zylinderkörpers (30) vorgesehen ist bzw. sind.
7. Einlaßventil nach Anspruch 5 oder 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der hohle Zylinderkörper (30) nur eine einzige Austrittsöffnung (33) für das Fluid und diese an seinem Umfang aufweist.
8. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an einer (14) der beiden zylindrischen Dichtflächen (14,15) in Richtung ihrer Zylinderachse (10) aufeinanderfolgende Labyrinthdichtungs-Ringnuten (17) vorgesehen sind.
9. Ventil nach Anspruch 1, 4 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (24) hohl ausgebildet ist.
10. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein die feststehende zylindrische Dichtfläche (15) aufweisendes Teil ein Ring (16) oder ein Rohr (22) ist.
11. Ein- oder Auslaßventil an einem Verbrennungsmotor, nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch eine bei geschlossenem Ventil vorhandene, die Größe des Brennraums (18) zur Beeinflussung des Verbrennungsdrucks ändernde Verschiebbarkeit bzw. Steuerbarkeit des Ventilkörpers (24) längs der feststehenden zylindrischen Dichtfläche (26).
EP82104273A 1981-06-06 1982-05-15 Brennkraftmaschinen-Einlass-oder Auslassventil Expired EP0066733B1 (de)

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DE19813122603 DE3122603A1 (de) 1981-06-06 1981-06-06 "ventil, insbesondere ein- oder auslassventil an einem verbrennungsmotor"
DE3122603 1981-06-06

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0066733A1 true EP0066733A1 (de) 1982-12-15
EP0066733B1 EP0066733B1 (de) 1985-10-02

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Application Number Title Priority Date Filing Date
EP82104273A Expired EP0066733B1 (de) 1981-06-06 1982-05-15 Brennkraftmaschinen-Einlass-oder Auslassventil

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US (1) US4475494A (de)
EP (1) EP0066733B1 (de)
JP (1) JPS5825508A (de)
DE (2) DE3122603A1 (de)

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