EP1305511B1 - Cylinder head gasket - Google Patents
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- EP1305511B1 EP1305511B1 EP01955370A EP01955370A EP1305511B1 EP 1305511 B1 EP1305511 B1 EP 1305511B1 EP 01955370 A EP01955370 A EP 01955370A EP 01955370 A EP01955370 A EP 01955370A EP 1305511 B1 EP1305511 B1 EP 1305511B1
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F11/00—Arrangements of sealings in combustion engines
- F02F11/002—Arrangements of sealings in combustion engines involving cylinder heads
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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
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- F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
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- F02B75/00—Other engines
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- F02B75/18—Multi-cylinder engines
- F02B75/20—Multi-cylinder engines with cylinders all in one line
Definitions
- the invention relates to a cylinder cover gasket for a single or multi-cylinder internal combustion engine, in particular as a four-stroke diesel engine, each one Cylinder is associated with a separate cylinder cover, the sealing on a cylinder bore of the crankcase lined cylinder liner is to the cylinder cover with a bushing collar which ends on a corresponding paragraph of the Cylinder bore is seated and being between the front side Ring surface of the cylinder liner and the adjacent cylinder cover provided a ring seal is.
- a multi-cylinder four-stroke diesel engine with separate Cylinder covers is in the German patent specification Described 1965-2049.
- the cylinder cover is opposite the front-side annular surface of the cylinder liner vertically braced, being between cylinder cover and cylinder liner a metallic ring seal intended for water and gas sealing and wherein as an additional fuel gas seal two on Butt cut, twisted against each other sealing rings are inserted, the inner, to the combustion chamber borders.
- the present invention is the Task, a particularly safe and durable Ring seal between cylinder cover and bushing collar to create the cylinder liner to reach that water paths on the one hand and oil paths on the other are sealed against each other and that interference of fuel gases in these paths reliably fails. It should be additionally achieved that a suitable ring seal no particularly high axial Pressing requires so that unwanted stresses between the components adjacent to the ring seal be avoided.
- Two drainage channels are preferred per cylinder provided, one of which in the inlet channel, the another opens into the outlet channel.
- the drainage channels cause that due to the fuel gas pulsations occurring gas leakage in a short way in the inlet or outlet channel flow out before they to the Get ring seal and before there harmful Gas pressures can occur.
- the drainage channels act thus as immediate pressure relief in the area of annular gap closed by the ring seal.
- the application of the present invention is not limited to water-cooled engines; rather, it is also useful in air-cooled engines, where there lower demands on the type of ring seal given are.
- Unlike usual engine designs with a large cylinder head gasket, which covers a plurality of cylinder bores is according to the invention for each cylinder bore with associated Cylinder cover provided a separate ring seal.
- the invention is provided that the cylinder cover its inner front with one through one
- the recess formed neck projection ends which with slight interference fit in the associated interior of the Cylinder liner engages. It is sufficient in the generally a relatively small neck projection from about 4 to 6mm in height, depending on the cylinder diameter.
- an interference fit on Extent of the cylinder cover about H6 m6 in question.
- an effective represents radial seal
- can on ring seals which are under high axial pressures, largely dispensed with. Rather, it is enough, the Axial forces acting through the tie rod of the cylinder head attachment be exercised only to be measured that they are just above the occurring ignition forces.
- this annulus by an axial distance between cylinder cover and cylinder liner and / or a chamfer, groove or step of these components, which the inner circumferential edge of the cylinder liner is adjacent, be formed.
- the ring seal by an O-ring is formed, which in one of cylinder cover, Cylinder liner and cylinder bore limited Ring groove is received, such that it is on all sides is pressed within the annular groove.
- the annular groove is by a recess in the Cylinder cover and / or in the area of the outer peripheral edge the cylinder liner formed. It can be this also act around conical indentations, then prefers if such on the cylinder cover, another at the Cylinder sleeve is formed so that when moving together of these components between the recesses inserted O-ring strong against the cylinder bore is pressed where he has an effective barrier between Water and oil path on the inner circumference of the cylinder bore forms.
- an additional axial seal thereby realized be that cylinder liner and cylinder cover radially inside the annular groove for the O-ring in axial Directly adjacent to each other direction, such that a annular sealing and support surface is formed, the the surface pressure by the tie rods of the cylinder head attachment subject.
- This creates an axial Ring sealing surface in a practical embodiment has a radial width of about 1mm.
- a particularly long life of the O-ring can be achieve this as part of a combined Cylinder cover gasket is provided, namely in the way that cylinder liner and cylinder cover radially inward of the annular groove in the axial direction a metal sealing ring supported against each other which is the surface pressure of the tie rods subject to the cylinder head mounting.
- a sealing ring preferably made of copper, is a perfect gas barrier against the O-ring achievable.
- Such a metal sealing ring also has the Advantage that the axial distance between the cylinder cover and cylinder liner formed by the sealing ring which is the annulus into which the inner end of the Drainage channel opens, limited radially outward. In this case, the formation of grooves or chamfers is unnecessary on the adjacent components to create a such annulus.
- Such a sealing ring made of copper allows due its plastic deformability a limited Adjustment with regard to the positioning of the cylinder cover relative to the cylinder liner, so that the Combustion chamber adjusted in the correct position and thus a certain compression ratio can be ensured can.
- a comparable effect can be characterized achieve that between Buchsenbund and his Support serving paragraph of the cylinder bore axially deformable metal compensating ring is inserted.
- the cylinder cover made of an aluminum alloy and the cylinder liner after the Centrifuging method is made of gray cast iron.
- Such metal sealing rings can Similar to piston rings as slotted metal sleeves made of V2A steel of 0.2 to 0.3mm wall thickness be, with two such seals with in the circumferential direction staggered shocks can be provided. Also suitable are seals as undivided calibrated steel collars, with correspondingly lower Wall thickness, so that they through the compression and Ignition pressure each sealing in the appropriate Turning the cylinder liner and the cylinder cover be pressed.
- Fig. 1 shows within a cylinder bore 1 in Crankcase 6, the upper end of a cylinder liner 2, which ends with a widened bushing collar 3. This engages behind a paragraph 4 of the cylinder bore 1. Between the paragraph 4 and the Buchsenbund 3 is a Compensating ring 5 inserted through a hollow Brass ring (Fig. 2) is formed.
- a cylinder cover 7 is made of an aluminum alloy in the cylinder bore 1 with a slight interference fit H6 / m6 fitted in accordance with DIN 7157. As an intent he has one flat neck ledge 8, with which he enters the interior of Cylinder liner 2 engages. Between one front-side annular surface 9 (FIG. 2) of the bushing collar 3 and the cylinder cover 7 is in an annular groove 9 of the cylinder cover an O-ring 11. This is in the Ring groove 9 pressed so that it is on all sides of the from cylinder cover 7, cylinder liner 2 and Cylinder bore 1 formed walls abuts.
- Cylinder cover 7 is pierced by a drainage channel 12, on the one hand in the area of the inner edge of Cylinder liner 2, on the other hand in the inlet channel 13 in Inside the cylinder cover 7 opens.
- the opposite Drainage channel 14 opens instead in the Outlet channel 15.
- Fig. 1 in the region of the cylinder cover 7 is a cross section through a Cooling water channel 16 and the receiving bore 17 for a pump nozzle or a nozzle holder combination.
- the O-ring remains 11 spared from temperature stress, resulting in increased its service life accordingly. Further omitted a harmful gas inlet into the cooling water or in the oil circuit.
- the oil path according to arrow O is nourished through the oil circuit, through which the cylinder liner 2 with its outer circumference floating within the lower part of the cylinder bore 1 is mounted. There the compensation ring 5 no increased sealing effect arrives, oil from the lubricating oil circuit arrives at Compensating ring 5 over between the outer circumference of the Bushing collar 3 and the cylinder bore 1.
- FIGS. 4 to 6 each show designed as an O-ring 11 ring seal, which like all other variants with a round cord seal 20 is combined.
- a metal sealing ring 25 as an axial seal between cylinder cover 7 and cylinder liner 2.
- the Metal sealing ring 25 is preferably made of a deformable metal such as copper, so that he himself especially good on the adjacent sealing surfaces snuggles and also a limited axial adjustment between cylinder cover 7 and cylinder liner 2 for the purpose of meeting the clearance criteria for the combustion chamber allows.
- the cylinder cover 2 has below one between the sealing ring 25, cylinder cover 7 and Cylinder liner 2 formed annular space 26, in which the drainage channel 12 opens a chamfer 27, the with the cylinder liner 2 in cross section triangular-shaped circumferential cavity that forms with a compressed metal braid 28 or a matching Form ring, z. B. made of copper, filled gas-tight.
- This compression is done in such a way that a ring with in the pressed state rectangular ring cross-section made of metal mesh when retracting the cylinder cover 7 in the cylinder bore accordingly is compressed.
- FIG. 6 In the variant of Figure 6 is a to the combustion chamber 19 adjacent metal sealing ring 29, which the impact between cylinder cover 7 and cylinder liner 2 bridged, within a recess 30 at the inside of the cylinder liner 2 is arranged.
- Sealing ring 29 consists of either one calibrated V2A steel ring or he is out of at least composed of two open thin-walled steel rings, which offset with their butt joints in the circumferential direction are arranged.
Description
Die Erfindung betrifft eine Zylinderdeckeldichtung für eine Ein- oder Mehrzylinder-Brennkraftmaschine, insbesondere als Viertakt-Dieselmotor, wobei jedem Zylinder ein separater Zylinderdeckel zugeordnet ist, der dichtend auf eine die Zylinderbohrung des Kurbelgehäuses auskleidende Zylinderlaufbuchse aufgesetzt ist, die zum Zylinderdeckel hin mit einem Buchsenbund endet, welcher auf einem entsprechenden Absatz der Zylinderbohrung aufsitzt und wobei zwischen der stirnseitigen Ringfläche der Zylinderlaufbuchse und dem angrenzenden Zylinderdeckel eine Ringdichtung vorgesehen ist.The invention relates to a cylinder cover gasket for a single or multi-cylinder internal combustion engine, in particular as a four-stroke diesel engine, each one Cylinder is associated with a separate cylinder cover, the sealing on a cylinder bore of the crankcase lined cylinder liner is to the cylinder cover with a bushing collar which ends on a corresponding paragraph of the Cylinder bore is seated and being between the front side Ring surface of the cylinder liner and the adjacent cylinder cover provided a ring seal is.
Ein Mehrzylinder-Viertakt-Dieselmotor mit separaten Zylinderdeckeln ist in der deutschen Patentschrift 19652049 beschrieben. Dort sind die Zylinderaufnahmebohrungen im Kurbelgehäuse durch Laufbuchsen ausgekleidet, welche deckelseitig einen Buchsenbund aufweisen. Dieser Buchsenbund sitzt auf einem Absatz der Zylinderbohrung auf. Der Zylinderdeckel ist gegenüber der stirnseitigen Ringfläche der Zylinderlaufbuchse vertikal verspannt, wobei zwischen Zylinderdeckel und Zylinderlaufbuchse eine metallische Ringdichtung zur Wasser- und Gasabdichtung vorgesehen ist und wobei als zusätzliche Brenngasabdichtung zwei auf Stoß geschnittene, gegeneinander verdrehte Dichtringe eingelegt sind, deren innerer, an den Brennraum angrenzt.A multi-cylinder four-stroke diesel engine with separate Cylinder covers is in the German patent specification Described 1965-2049. There are the cylinder receiving holes lined in the crankcase by liners, which lid side a bush collar exhibit. This sleeve is sitting on a heel the cylinder bore on. The cylinder cover is opposite the front-side annular surface of the cylinder liner vertically braced, being between cylinder cover and cylinder liner a metallic ring seal intended for water and gas sealing and wherein as an additional fuel gas seal two on Butt cut, twisted against each other sealing rings are inserted, the inner, to the combustion chamber borders.
Bei der bekannten Motorkonstruktion ist die Abdichtung von Zylinderdeckel und Laufbuchse gegenüber der Zylinderbohrung problematisch. Dort kommt es nämlich bei wassergekühlten Motoren zu einem Zusammentreffen eines Wasserpfads zwischen der Umfangsfläche des Zylinderdeckels und der Zylinderbohrung im Kurbelgehäuse einerseits mit einem Ölpfad zwischen der Umfangsfläche des Buchsenbunds der Laufbuchse und der Zylinderbohrung andererseits, zumindest wenn die Laufbuchse schwimmend gelagert ist. Außerdem ist damit zu rechnen, daß heiße Brenngase durch die Pulsationen im Brennraum an die Ringdichtung gelangen, wo die Gefahr besteht, daß sie dort in das Kühlwasser gelangen und in die Ölräume des Motors eindringen. Zudem besteht je nach Ausbildung der Ringdichtung die Gefahr, daß diese infolge der Einwirkung der heißen Brenngase vorzeitig zerstört wird.In the known engine design is the seal from cylinder cover and liner opposite the Cylinder bore problematic. That's where it comes from For water-cooled engines to a meeting a water path between the peripheral surface of Cylinder head and the cylinder bore in the crankcase on the one hand with an oil path between the peripheral surface of the bushing of the bush and the Cylinder bore on the other hand, at least if the Bushing is floating. Besides that is with it to calculate that hot fuel gases through the pulsations in the combustion chamber to the ring seal, where the There is a risk that they will get into the cooling water there and penetrate into the oil chambers of the engine. There is also depending on the design of the ring seal the risk that this due to the action of the hot fuel gases is destroyed prematurely.
Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine besonders sichere und dauerhafte Ringdichtung zwischen Zylinderdeckel und Buchsenbund der Zylinderlaufbuchse zu schaffen, um zu erreichen, daß Wasserpfade einerseits und Ölpfade andererseits gegeneinander abgedichtet sind und daß eine Einmischung von Brenngasen in diese Pfade zuverlässig unterbleibt. Dabei soll noch zusätzlich erreicht werden, daß eine geeignete Ringdichtung keine besonders hohe axiale Pressung erfordert, so daß unerwünschte Spannungen zwischen den an die Ringdichtung angrenzenden Bauteilen vermieden werden.In contrast, the present invention is the Task, a particularly safe and durable Ring seal between cylinder cover and bushing collar to create the cylinder liner to reach that water paths on the one hand and oil paths on the other are sealed against each other and that interference of fuel gases in these paths reliably fails. It should be additionally achieved that a suitable ring seal no particularly high axial Pressing requires so that unwanted stresses between the components adjacent to the ring seal be avoided.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Zylinderdeckeldichtung der Eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß im Zylinderdeckel ein Drainagekanal vorgesehen ist, der mit einem Ende radial innerhalb der Ringdichtung im Bereich des Innenrands der Zylinderlaufbuchse mündet und dessen anderes Ende mit dem Ein- oder Auslaßkanal im Zylinderdeckel verbunden ist.This object is achieved with a cylinder cover gasket of the type mentioned by it solved that provided in the cylinder cover a drainage channel is that with one end radially inside the Ring seal in the area of the inner edge of the cylinder liner and its other end with the or outlet channel is connected in the cylinder cover.
Bevorzugt sind dabei je Zylinder zwei Drainagekanäle vorgesehen, von denen einer in den Einlaßkanal, der andere in den Auslaßkanal mündet.Two drainage channels are preferred per cylinder provided, one of which in the inlet channel, the another opens into the outlet channel.
Die Drainagekanäle bewirken, daß infolge der Brenngaspulsationen auftretende Gasleckagen auf kurzem Wege in den Ein- oder Auslaßkanal abströmen, bevor sie an die Ringdichtung gelangen und bevor dort schädliche Gasdrücke auftreten können. Die Drainagekanäle wirken somit als unmittelbare Druckentlastung im Bereich des durch die Ringdichtung verschlossenen Ringspalts. Infolge der unmittelbaren Ableitung von Gasleckagen durch die Drainagebohrungen ergibt sich eine zuverlässige Gasdichtheit gegenüber den Wasser- und Ölräumen des Motors.The drainage channels cause that due to the fuel gas pulsations occurring gas leakage in a short way in the inlet or outlet channel flow out before they to the Get ring seal and before there harmful Gas pressures can occur. The drainage channels act thus as immediate pressure relief in the area of annular gap closed by the ring seal. As a result of the immediate discharge of gas leaks through the drainage holes results in a reliable Gas-tightness compared to the water and oil rooms of the motor.
Die Anwendung der vorliegenden Erfindung ist nicht beschränkt auf wassergekühlte Motoren; vielmehr ist sie auch sinnvoll bei luftgekühlten Motoren, wobei dort geringere Anforderungen an die Art der Ringdichtung gegeben sind. Anders als bei üblichen Motorkonstruktionen mit einer großflächigen Zylinderkopfdichtung, welche eine Mehrzahl von Zylinderbohrungen abdeckt, ist erfindungsgemäß für jede Zylinderbohrung mit zugehörigem Zylinderdeckel eine gesonderte Ringdichtung vorgesehen.The application of the present invention is not limited to water-cooled engines; rather, it is also useful in air-cooled engines, where there lower demands on the type of ring seal given are. Unlike usual engine designs with a large cylinder head gasket, which covers a plurality of cylinder bores is according to the invention for each cylinder bore with associated Cylinder cover provided a separate ring seal.
Im Sinne einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Zylinderdeckel an seiner inneren Stirnseite mit einem durch eine Eindrehung gebildeten Halsvorsprung endet, welcher mit leichtem Preßsitz in den zugeordneten Innenraum der Zylinderlaufbuchse eingreift. Dabei genügt im allgemeinen ein verhältnismäßig geringer Halsvorsprung von ca. 4 bis 6mm Höhe, abhängig vom Zylinderdurchmesser. Als leichter Preßsitz kommt eine Preßpassung am Umfang des Zylinderdeckels etwa von H6 m6 in Frage. Dadurch daß ein derartiger Preßsitz eine wirksame radiale Dichtung darstellt, kann auf Ringdichtungen, welche unter hohen axialen Preßdrücken stehen, weitgehend verzichtet werden. Vielmehr genügt es, die Axialkräfte, die über die Zuganker der Zylinderkopfbefestigung ausgeübt werden, lediglich so zu bemessen, daß sie knapp über den auftretenden Zündkräften liegen.In terms of a particularly advantageous embodiment the invention is provided that the cylinder cover its inner front with one through one The recess formed neck projection ends, which with slight interference fit in the associated interior of the Cylinder liner engages. It is sufficient in the generally a relatively small neck projection from about 4 to 6mm in height, depending on the cylinder diameter. As a slight interference fit comes an interference fit on Extent of the cylinder cover about H6 m6 in question. In that such a press fit an effective represents radial seal, can on ring seals, which are under high axial pressures, largely dispensed with. Rather, it is enough, the Axial forces acting through the tie rod of the cylinder head attachment be exercised only to be measured that they are just above the occurring ignition forces.
Um eine möglichst rasche Ableitung von Brenngasen durch die Drainagekanäle zu ermöglichen, ist nach einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung vorgesehen, daß das innere Ende des jeweiligen Drainagekanals in einen Ringraum mündet, der an die zugeordnete innere Umlaufkante der Zylinderlaufbuchse angrenzt.To the fastest possible discharge of fuel gases to allow the drainage channels is after a further embodiment of the invention provided that the inner end of the respective drainage channel in an annulus leads to the associated inner Circumferential edge of the cylinder liner adjacent.
Dabei kann dieser Ringraum durch einen axialen Abstand zwischen Zylinderdeckel und Zylinderlaufbuchse und/oder eine Fase, Nut oder Stufe dieser Bauteile, welche an die innere Umlaufkante der Zylinderlaufbuchse angrenzt, gebildet sein. Durch diese Maßnahmen ist ein sofortiger Druckausgleich bei Gasleckagen sichergestellt, so daß an der Ringdichtung weder schädliche Druckschwankungen, noch hohe Temperaturen auftreten, die bei wassergekühlten Motoren weniger als 130°C betragen.In this case, this annulus by an axial distance between cylinder cover and cylinder liner and / or a chamfer, groove or step of these components, which the inner circumferential edge of the cylinder liner is adjacent, be formed. Through these measures is an immediate Ensures pressure equalization in gas leaks, so that at the ring seal neither harmful pressure fluctuations, even high temperatures occur in the case of water-cooled Engines less than 130 ° C.
Besonders bei wassergekühlten Motoren ist es zweckmäßig, daß die Ringdichtung durch einen O-Ring gebildet ist, welcher in einer von Zylinderdeckel, Zylinderlaufbuchse und Zylinderbohrung begrenzten Ringnut aufgenommen ist, derart, daß er allseitig innerhalb der Ringnut angepreßt ist.Especially with water-cooled engines it is appropriate that the ring seal by an O-ring is formed, which in one of cylinder cover, Cylinder liner and cylinder bore limited Ring groove is received, such that it is on all sides is pressed within the annular groove.
Die Ringnut ist dabei durch eine Eindrehung im Zylinderdeckel und/oder im Bereich der äußeren Umlaufkante der Zylinderbuchse gebildet. Es kann sich hierbei auch um konische Eindrehungen handeln, bevorzugt dann, wenn eine solche am Zylinderdeckel, eine weitere an der Zylinderbuchse ausgebildet ist, so daß beim Zusammenfahren dieser Bauteile ein zwischen den Eindrehungen eingebrachter O-Ring kräftig gegen die Zylinderbohrung angedrückt wird, wo er eine wirksame Sperre zwischen Wasser- und Ölpfad am Innenumfang der Zylinderbohrung bildet.The annular groove is by a recess in the Cylinder cover and / or in the area of the outer peripheral edge the cylinder liner formed. It can be this also act around conical indentations, then prefers if such on the cylinder cover, another at the Cylinder sleeve is formed so that when moving together of these components between the recesses inserted O-ring strong against the cylinder bore is pressed where he has an effective barrier between Water and oil path on the inner circumference of the cylinder bore forms.
Bei luftgekühlten Motoren hingegen kann auf einen derartigen O-Ring verzichtet werden; hier reicht die zwischen dem Halsvorsprung des Zylinderdeckels und dem Innenumfang der Zylinderlaufbuchse verwirklichte Radialdichtung in Verbindung mit einem oder mehreren Drainagekanälen.In air-cooled engines, however, can on a be dispensed with such O-ring; here is enough between the neck projection of the cylinder cover and the Inner circumference of the cylinder liner realized Radial seal in conjunction with one or more Drainage channels.
Neben einer derartigen Radialdichtung kann erfindungsgemäß eine zusätzliche Axialdichtung dadurch verwirklicht werden, daß Zylinderlaufbuchse und Zylinderdeckel radial innerhalb der Ringnut für den O-Ring in axialer Richtung direkt aneinander angrenzen, derart, daß eine ringförmige Dicht- und Stützfläche gebildet ist, die der Flächenpressung durch die Zuganker der Zylinderkopfbefestigung unterliegt. Dabei entsteht eine axiale Ringdichtfläche, die in einer praktischen Ausführungsform eine radiale Breite von etwa 1mm aufweist. In addition to such a radial seal according to the invention an additional axial seal thereby realized be that cylinder liner and cylinder cover radially inside the annular groove for the O-ring in axial Directly adjacent to each other direction, such that a annular sealing and support surface is formed, the the surface pressure by the tie rods of the cylinder head attachment subject. This creates an axial Ring sealing surface, in a practical embodiment has a radial width of about 1mm.
Eine besonders lange Standzeit des O-Rings läßt sich dadurch erzielen, daß dieser als Teil einer kombinierten Zylinderdeckeldichtung vorgesehen ist, nämlich in der Weise, daß Zylinderlaufbuchse und Zylinderdeckel radial innerhalb der Ringnut in axialer Richtung über einen metallenen Dichtring gegeneinander abgestützt sind, welcher der Flächenpressung durch die Zuganker der Zylinderkopfbefestigung unterliegt. Durch einen derartigen Dichtring, bevorzugt aus Kupfer, ist eine vollkommene Gassperre gegenüber dem O-Ring erzielbar.A particularly long life of the O-ring can be achieve this as part of a combined Cylinder cover gasket is provided, namely in the way that cylinder liner and cylinder cover radially inward of the annular groove in the axial direction a metal sealing ring supported against each other which is the surface pressure of the tie rods subject to the cylinder head mounting. Through a Such sealing ring, preferably made of copper, is a perfect gas barrier against the O-ring achievable.
Ein derartiger metallener Dichtring hat außerdem den Vorteil, daß der axiale Abstand zwischen Zylinderdeckel und Zylinderlaufbuchse durch den Dichtring gebildet ist, welcher den Ringraum, in den das innere Ende des Drainagekanals mündet, radial nach außen begrenzt. Dabei erübrigt sich die Ausbildung von Nuten bzw. Fasen an den angrenzenden Bauteilen zur Schaffung eines derartigen Ringraums.Such a metal sealing ring also has the Advantage that the axial distance between the cylinder cover and cylinder liner formed by the sealing ring which is the annulus into which the inner end of the Drainage channel opens, limited radially outward. In this case, the formation of grooves or chamfers is unnecessary on the adjacent components to create a such annulus.
Ein derartiger Dichtring aus Kupfer ermöglicht wegen seiner plastischen Verformbarkeit eine begrenzte Anpassung hinsichtlich der Positionierung des Zylinderdeckels gegenüber der Zylinderlaufbuchse, so daß der Brennraum lagerichtig eingestellt und damit ein bestimmtes Verdichtungsverhältnis sichergestellt werden kann. Eine vergleichbare Wirkung läßt sich dadurch erzielen, daß zwischen Buchsenbund und dem seiner Abstützung dienenden Absatz der Zylinderbohrung ein axial begrenzt verformbarer metallener Ausgleichsring eingefügt ist. Bevorzugt kommen für diesen Zweck Hohlringe oder Ringe mit zum Zentrum offenen U-Profil aus Stahl, Aluminium oder Messing in Frage. Diese Ausgleichsringe haben keinerlei Dichtfunktion, sondern dienen lediglich als deformierbares Fließbauteil, um die Spaltmaßkriterien des Brennraums erfüllen zu können.Such a sealing ring made of copper allows due its plastic deformability a limited Adjustment with regard to the positioning of the cylinder cover relative to the cylinder liner, so that the Combustion chamber adjusted in the correct position and thus a certain compression ratio can be ensured can. A comparable effect can be characterized achieve that between Buchsenbund and his Support serving paragraph of the cylinder bore axially deformable metal compensating ring is inserted. Preferably come for this purpose Hollow rings or rings with open U-profile to the center made of steel, aluminum or brass in question. These Compensating rings have no sealing function, but serve only as a deformable flow member to the Spaltmaßkriterien the combustion chamber to meet can.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Zylinderdeckel aus einer Aluminiumlegierung und die Zylinderlaufbuchse nach dem Schleuderverfahren aus Grauguß hergestellt ist. Durch diese Werkstoffe wird erreicht, daß die Gasdichtheit mit zunehmender Betriebstemperatur infolge der höheren Wärmedehnung des Zylinderdeckels gegenüber der Zylinderlaufbuchse entsprechend der zunehmenden Pressung zwischen diesen Bauteilen im Betrieb deutlich verbessert wird. Lediglich beim Motorkaltstart sind gewisse Gasleckagen in Kauf zu nehmen, die aber üblicherweise keine Rolle spielen, da sie nur Bruchteile eines normalen blow-by-Wertes an den Kolbenringen erreichen.According to a further embodiment of the invention provided that the cylinder cover made of an aluminum alloy and the cylinder liner after the Centrifuging method is made of gray cast iron. By These materials will ensure that the gas-tightness with increasing operating temperature due to the higher Thermal expansion of the cylinder cover against the Cylinder liner according to the increasing Pressing between these components during operation clearly is improved. Only at the engine cold start are certain gas leaks, but that usually do not matter because they are only fractions a normal blow-by value on the piston rings to reach.
Bei luftgekühlten Motoren, welche ohne O-Ringe als Ringdichtung zwischen Zylinderdeckel und Zylinderlaufbuchse auskommen, kann es zweckmäßig sein, daß wenigstens ein an den Brennraum angrenzender metallener Dichtring, welcher den Stoß zwischen Zylinderdeckel und Zylinderlaufbuchse überbrückt, innerhalb einer flachen Eindrehung an der Innenseite der Zylinderlaufbuchse angeordnet ist. Derartige metallene Dichtringe können ähnlich Kolbenringen als geschlitzte Blechmanschetten aus V2A Stahl von 0,2 bis 0,3mm Wandstärke ausgebildet sein, wobei zwei derartige Dichtringe mit in Umfangsrichtung versetzten Stößen vorgesehen sein können. Geeignet sind auch Dichtringe als ungeteilte kalibrierte Stahlmanschetten, mit entsprechend geringer Wandstärke, so daß sie durch den Kompressions- und Zünddruck jeweils dichtend in die entsprechende Eindrehung der Zylinderlaufbuchse und des Zylinderdeckels gepreßt werden.For air-cooled engines, which without O-rings as Ring seal between cylinder cover and cylinder liner it may be appropriate that at least one adjacent to the combustion chamber metal Sealing ring, which the impact between cylinder cover and Cylinder liner bypasses, within a flat Grooving on the inside of the cylinder liner is arranged. Such metal sealing rings can Similar to piston rings as slotted metal sleeves made of V2A steel of 0.2 to 0.3mm wall thickness be, with two such seals with in the circumferential direction staggered shocks can be provided. Also suitable are seals as undivided calibrated steel collars, with correspondingly lower Wall thickness, so that they through the compression and Ignition pressure each sealing in the appropriate Turning the cylinder liner and the cylinder cover be pressed.
Im folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsvarianten erläutert. Es zeigt
- Fig. 1
- einen Querschnitt durch das obere Ende eines Zylinders und durch den Zylinderdeckel,
- Fig. 2
- einen vergrößerten Ausschnitt gemäß II der Fig. 1 und
- Fig. 3 bis 6
- jeweils einen Ausschnitt gemäß Fig. 2 mit vier verschiedenen Varianten dazu.
- Fig. 1
- a cross section through the upper end of a cylinder and through the cylinder cover,
- Fig. 2
- an enlarged section according to II of Fig. 1 and
- Fig. 3 to 6
- in each case a section according to FIG. 2 with four different variants.
Fig. 1 zeigt innerhalb einer Zylinderbohrung 1 im
Kurbelgehäuse 6 das obere Ende einer Zylinderlaufbuchse
2, welche mit einem verbreiterten Buchsenbund 3 endet.
Dieser greift hinter einen Absatz 4 der Zylinderbohrung
1. Zwischen dem Absatz 4 und dem Buchsenbund 3 ist ein
Ausgleichsring 5 eingefügt, der durch einen hohlen
Messingring (Fig. 2) gebildet ist.Fig. 1 shows within a
Ein Zylinderdeckel 7 aus einer Aluminiumlegierung ist
in die Zylinderbohrung 1 mit leichtem Preßsitz H6/m6
gemäß DIN 7157 eingepaßt. Als Vorsatz besitzt er einen
flachen Halsvorsprung 8, mit dem er in das Innere der
Zylinderlaufbuchse 2 eingreift. Zwischen einer
stirnseitigen Ringfläche 9 (Fig. 2) des Buchsenbunds 3
und dem Zylinderdeckel 7 befindet sich in einer Ringnut
9 des Zylinderdeckels ein O-Ring 11. Dieser ist in der
Ringnut 9 derart verpreßt, daß er allseitig an deren
von Zylinderdeckel 7, Zylinderlaufbuchse 2 und
Zylinderbohrung 1 gebildeten Wänden anliegt. Der
Zylinderdeckel 7 ist von einem Drainagekanal 12 durchbohrt,
der einerseits im Bereich des Innenrands der
Zylinderlaufbuchse 2, andererseits im Einlaßkanal 13 im
Inneren des Zylinderdeckels 7 mündet. Der gegenüberliegende
Drainagekanal 14 mündet stattdessen in den
Auslaßkanal 15.A
Darüber hinaus zeigt Fig. 1 im Bereich des Zylinderdeckels
7 noch einen Querschnitt durch einen
Kühlwasserkanal 16 sowie die Aufnahmebohrung 17 für
eine Pumpe-Düse oder eine Düsenhalterkombination.In addition, Fig. 1 in the region of the
Gemäß Fig. 2 erkennt man eine Fase 18 im Bereich der
stirnseitigen Innenkante der Zylinderlaufbuchse 2. Die
Fase 18 bildet einen Ringraum 26, in welchem
Gasleckagen aufgefangen und durch den Drainagekanal 12
abgeleitet werden, wobei diese Gasleckagen Brenngase
aus dem Brennraum 19 sind, welche gefördert durch die
Abgaspulsationen durch den Ringspalt zwischen dem
Halsvorsprung 8 und der an seinem Umfang angrenzenden
randseitigen Innenwand der Zylinderlaufbuchse 2 gemäß
Pfeil G nach oben wandern. Durch den O-Ring 11 wird ein
am Außenumfang des Buchsenbunds 3 gemäß Pfeil O
verlaufender Ölpfad sicher abgedichtet gegenüber einem
im Umfangsspalt zwischen Zylinderdeckel 7 und Zylinderbohrung
1 gemäß Pfeil W nach unten führenden Wasserpfad.
Dadurch daß die heißen Brenngase gemäß Pfeil G
sofort im Ringraum 26 aufgefangen und durch den
Drainagekanal 12 abgeleitet werden, bleibt der O-Ring
11 von Temperaturbelastungen verschont, wodurch sich
seine Standzeit entsprechend erhöht. Ferner unterbleibt
eine schädliche Gaseinleitung in das Kühlwasser bzw. in
den Ölkreislauf. Der Ölpfad gemäß Pfeil O wird genährt
durch den Ölkreislauf, durch welchen die Zylinderlaufbuchse
2 mit ihrem Außenumfang schwimmend innerhalb des
unteren Teils der Zylinderbohrung 1 gelagert ist. Da
dem Ausgleichsring 5 keine erhöhte Dichtwirkung
zukommt, gelangt Öl aus dem Schmierölkreislauf am
Ausgleichsring 5 vorbei zwischen den Außenumfang des
Buchsenbunds 3 und die Zylinderbohrung 1.2 shows a
Bei der Variante gemäß Fig. 3 ist der O-Ring 11
dreieckförmig zwischen entsprechenden schrägen
Eindrehungen des Zylinderdeckels 7 einerseits und des
Buchsenbunds 3 andererseits gepreßt. In einer zur
Teilebene des Kurbelgehäuses 6 hin offenen Nut ist eine
Rundschnur-Dichtung 20 aufgenommen, welche dem Wasserpfad
gemäß Pfeil W und dem Ölpfad gemäß Pfeil O im
Bereich der Teilfuge, welche durch ein strichliertes
Karomuster dargestellt ist, abdichtet. Durch eine
Madenschraube 21, welche mit einem kalibrierten inneren
Ende 22 in eine entsprechende Ausnehmung 23 des
Buchsenbundes 3 eingreift, wird die Zylinderlaufbuchse
2 gegen Verdrehen gesichert. Links neben dem Drainagekanal
12 ist im Schnitt ein Ventilsitzring (24) erkennbar.In the variant according to FIG. 3, the O-
Die Varianten gemäß den Fig. 4 bis 6 zeigen jeweils
eine als O-Ring 11 ausgebildete Ringdichtung, welche
wie alle übrigen Varianten mit einer Rundschnur-Dichtung
20 kombiniert ist. Außerdem zeigen diese
Figuren einen metallenen Dichtring 25 als Axialdichtung
zwischen Zylinderdeckel 7 und Zylinderlaufbuchse 2. Der
metallene Dichtring 25 besteht bevorzugt aus einem
deformierbaren Metall wie Kupfer, so daß er sich
besonders gut an die angrenzenden Dichtflächen
anschmiegt und außerdem eine begrenzte axiale Anpassung
zwischen Zylinderdeckel 7 und Zylinderlaufbuchse 2
zwecks Erfüllung der Spaltmaßkriterien für die Brennkammer
ermöglicht.The variants according to FIGS. 4 to 6 each show
designed as an O-
Gemäß Fig. 5 besitzt der Zylinderdeckel 2 unterhalb
eines zwischen Dichtring 25, Zylinderdeckel 7 und
Zylinderlaufbuchse 2 gebildeten Ringraums 26, in
welchen der Drainagekanal 12 mündet eine Fase 27, die
mit der Zylinderlaufbuchse 2 einen im Querschnitt
dreieckförmigen umlaufenden Hohlraum bildet, der mit
einem verpreßten Metallgeflecht 28 oder einem passenden
Formring, z. B. aus Kupfer, gasdicht ausgefüllt ist.
Dieses Verpressen geschieht in der Weise, daß ein Ring
mit im unverpreßten Zustand rechteckigen Ringquerschnitt
aus Metallgeflecht beim Einfahren des Zylinderdeckels
7 in die Zylinderbohrung entsprechend
komprimiert wird.According to Fig. 5, the
Bei der Variante gemäß Figur 6 ist ein an den Brennraum
19 angrenzender metallener Dichtungsring 29, welcher
den Stoß zwischen Zylinderdeckel 7 und Zylinderlaufbuchse
2 überbrückt, innerhalb einer Eindrehung 30 an
der Innenseite der Zylinderlaufbuchse 2 angeordnet. Der
Dichtungsring 29 besteht entweder aus einem
kalibrierten V2A-Stahlring oder er ist aus wenigstens
zwei offenen dünnwandigen Stahlringen zusammengesetzt,
welche mit ihren Stoßfugen in Umfangsrichtung versetzt
angeordnet sind.In the variant of Figure 6 is a to the
Claims (13)
- Cylinder head gasket for a single or multi-cylinder internal combustion engine, especially in the form of a four-stroke diesel engine, whereby each cylinder has a separate cylinder head (7) which is sealingly placed over a cylinder liner (2) lining a cylinder bore (1) of the crankcase (6), the said cylinder liner terminating at the cylinder head (7) with a collar (3) sitting over a suitable shoulder (4) in the cylinder bore (1), and whereby an annular seal (11) is provided between the annular face (9) at the end of the cylinder liner (2) and the adjoining cylinder head (7), characterised in that a drainage duct (12, 14) is provided in the cylinder head (7), terminating at one end radially within the annular seal (11) within the area of the inner edge of the cylinder liner (2), its other end being connected with the inlet duct (13) or the outlet duct (15) in the cylinder head (7).
- Cylinder head gasket according to Claim 1, characterised in that there are two drainage ducts (12, 14) in each cylinder, one of them terminating in the inlet duct (13) and the other in the outlet duct (15).
- Cylinder head gasket according to Claim 1, characterised in that the cylinder head (7) ends at its inner end face with a neck projection (8) formed by a clearance cut, which engages with a light interference fit at the associated inner edge of the cylinder liner (2).
- Cylinder head gasket according to Claim 1, characterised in that the inner end of the drainage duct (12, 14) terminates in an annular space (26) adjoining the associated inner circular edge of the cylinder liner (2).
- Cylinder head gasket according to Claim 4, characterised in that the annular space (26) is formed by axial distance between the cylinder head (7) and the cylinder liner (2) and/or a bevel, groove or step at these components adjoining the inner circular edge of the cylinder liner (2).
- Cylinder head gasket according to Claim 1, characterised in that the annular seal is formed by an O-ring (11) located in an annular groove (9) delimited by the cylinder head (7), the cylinder liner (2) and the cylinder bore (1) in such a way that it is compressed from all sides within the annular groove (9).
- Cylinder head gasket according to Claim 1, characterised in that the annular groove (9) is formed by a clearance cut in the cylinder head (7) and/or in the area of the outer circular edge on the cylinder liner (2).
- Cylinder head gasket according to Claim 7, characterised in that the cylinder liner (2) and the cylinder head (7) directly adjoin each other radially within the annular groove (9) in the axial direction in such a way that an annular sealing and supporting face is formed which is subjected to surface pressure produced by the cylinder head attachment tie rod.
- Cylinder head gasket according to Claim 7, characterised in that the cylinder liner (2) and the cylinder head (7) are supported against each other radially within the annular groove (9) in axial direction by a metallic seal ring (25) which is subjected to surface pressure produced by the cylinder attachment tie rod.
- Cylinder head gasket according to Claims 5 and 9, characterised in that the axial spacing between the cylinder head (7) and the cylinder liner (2) is formed by the seal ring (25) which delineates to the outside the annular space (26) in which the inner end of the drainage duct (12, 14) terminates.
- Cylinder head gasket according to Claim I, characterised in that a metallic compensation ring (5), deformable axially to a limited degree, is inserted between the liner collar (3) and the shoulder (4) of the cylinder bore (1) supporting it.
- Cylinder head gasket according to Claim 1, characterised in that the cylinder head (7) is made of an aluminium alloy and the cylinder liner (2) of grey cast iron by the centrifugal casting process.
- Cylinder head gasket according to Claim 1, characterised in that at least one metallic seal ring (29) adjoining the combustion chamber (19), bridging over the joint between the cylinder head (7) and the cylinder liner (2), is arranged within a flat clearance cut (30) on the inside of the cylinder liner (2) and the cylinder head (7).
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