FI80130B

FI80130B - SLAGKOLVFOERBRAENNINGSMOTOR.

Info

Publication number: FI80130B
Application number: FI860013A
Authority: FI
Inventors: Michael Klocke
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz Ag
Priority date: 1985-01-03
Filing date: 1986-01-02
Publication date: 1989-12-29
Also published as: FI860013A0; DE3500060A1; DE3562404D1; FI80130C; FI860013A; EP0186888B1; EP0186888A1

Description

1 801301 80130

IskumäntäpolttomoottoriReciprocating piston combustion engine

Keksintö koskee iskumäntäpolttomoottoria, jossa on kaasunvaihtokanavaan, joka toimii vastaanottoreikänä sy-5 1interinkannen pohjassa, hoikkina sijoitettava venttiili- istukka, jossa on ainakin yksi kokonaan tai osittain tässä kulkeva rengastila jäähdytysainevirtausta varten ja joka tukeutuu sylinterin puoleiselta sivultaan vastaanottoreiän suorakulmaisesti porrastettuun osaan säteettäisesti lie-10 riövaippapinnallaan ja muodostettuun olakkeeseen aksiaali-sesti, jolloin venttiililautasen venttiili-istukan pintaan kohdistamat voimat hajaantuvat venttiili-istukan sisäpuolella säteittäisiksi ja aksiaalisiksi voimakomponenteiksi, jotka kohdistuvat vain näiden osien täysseinämäisiin 15 osiin.The invention relates to an impact piston internal combustion engine having a valve seat with a at least one annular space for full and partial flow of coolant flowing into the gas exchange channel, which acts as a receiving hole in the bottom of the cylinder head, and which rests on the and axially formed on the shoulder, the forces exerted by the valve plate on the surface of the valve seat dissipating inside the valve seat into radial and axial force components applied only to the full-walled portions of these parts.

Tällainen polttomoottorin venttiili-istukkajärjestely on tullut tunnetuksi julkaisusta CH-A-447 711, jolloin venttiili-istukka on hitsattu tämän vastaanottavana osana toimivaan venttiilipesään. Venttiili-istukan jääh-20 dyttämistä varten on tehty rengastila, jonka läpi virtaa jäähdytysnestettä polttomoottorin käytön aikana. Rengas-tila sijaitsee pääosin venttiilipesän kotelossa ja vain vähäisessä tätä päin olevassa venttiili-istukan osassa. Rengastilan halkaisija on suhteellisen pieni jäähdytysnes-25 teen läpimenoa varten ja sen valmistamisessa tarvitaan erityisen valukeernan käyttöä tai lastuavaa työstöä. Kummatkin rengastilan valmistusmenetelmät ovat varsin hankalia silloin, kun rengastilaa ei tehdä venttiilipesään, vaan välittämösti sylinterikannen pohjaan venttiili-istuk-30 kaa varten olevan vastaanottoreiän lähelle.Such a valve seat arrangement for an internal combustion engine has become known from CH-A-447 711, in which case the valve seat is welded to a valve housing acting as a receiving part thereof. To cool the valve seat, a ring space is provided through which coolant flows during operation of the internal combustion engine. The ring space is located mainly in the valve housing housing and only in a small part of the valve seat facing this way. The diameter of the ring space is relatively small for the passage of coolant 25 and its manufacture requires the use of a special casting core or machining. Both methods of manufacturing the ring space are quite cumbersome when the ring space is not made in the valve housing, but immediately in the bottom of the cylinder head near the receiving hole for the valve seat.

Lisäksi DE-patenttihakemuksesta 23 55 292 tunnetaan iskumäntäpolttomoottoria varten sellainen jäähdytetty lau-tasventtiili, jonka venttiili-istukka suuntautuu kaasunvaihtokanavaan. Venttiili-istukka tukeutuu sylinterin puo-35 lelle sijoitettuun vastaanottoreiän osaan säteittäisesti 2 80130 ja aksiaalisesti ja käsittää renkaan muotoisen jäähdytys-kanavan, joka on yhteydessä polttomoottorin jäähdytysaine-kiertoon. Rakenteeltaan tällaiseen venttiili-istukkaan kohdistuu jäähdytyskanavan sijainnista johtuen kuitenkin 5 tuntuvia taivutusrasituksia. Tämä johtuu nimenomaan siitä, että venttiilistä venttiili-istukan pinnan kautta lähtevät aksiaaliset voimakomponentit kuormittavat voimakkaasti niiden vaikutusalueella olevia jäähdytyskanavan seinämiä. Näiden voimien kokoamiseksi venttiili-istukan seinämien 10 on tällä alueella oltava paksuja ja valmistettu korkealuokkaisista raaka-aineista. Nämä molemmat toimenpiteet saavat kuitenkin aikaan selvästi huonomman jäähdytysvaiku-tuksen poistoventtiilissä, koska korkealuokkaisilla raaka-aineilla on huonompi lämmönjohtoarvo.In addition, a patented check valve for an impact piston internal combustion engine is known from DE patent application 23 55 292, the valve seat of which is directed to the gas exchange channel. The valve seat rests on a portion of the receiving hole located on the side of the cylinder radially 2,80130 and axially and comprises an annular cooling channel which communicates with the coolant circuit of the internal combustion engine. However, due to the location of the cooling channel, such a valve seat is subjected to appreciable bending stresses. This is precisely because the axial force components exiting the valve through the surface of the valve seat strongly load the walls of the cooling duct in their area of influence. To assemble these forces, the walls 10 of the valve seat must be thick in this area and made of high quality raw materials. However, both of these measures have a clearly worse cooling effect on the outlet valve, as high-quality raw materials have a lower thermal conductivity value.

15 Näiden toteamusten pohjalta keksinnön tehtävänä onkin parantaa tyypiltään alussa kuvattua venttiili-istukkaa niin, että nimenomaan jäähdytyskanavan venttiili-istukkaan rajaavat seinämät tulevat mahdollisimman pienen taivutusrasituksen alaisiksi.On the basis of these findings, it is an object of the invention to improve a valve seat of the type described at the beginning, so that it is the walls delimiting the valve seat of the cooling duct that are subjected to the lowest possible bending stress.

20 Tämä tehtävä ratkaistaan keksinnön mukaisesti seu- raavien tunnusmerkkien avulla: a) sylinterinkannen pohjassa olevan vastaanotto-reiän porastettuun osaan tarttuva venttiili-istukan osa muodostaa vastaavan syvennyksen avulla ensimmäisen rengas- 25 tilan, joka on ulkopuolelta olakkeen ja säteettäisen tuki-pinnan rajaama, ja b) venttiili-istukassa, vastaanottoreiän porrastetun osan vieressä on ulkopuolelta venttiili-istukan vastaanottoreiän rajaama toinen rengastila, joka on venttii- 30 litulpan alueella ja ulottuu sylinterin suunnassa enintään vastaanottoreiän porrastetun osan olakkeeseen asti.According to the invention, this object is solved by the following features: a) the part of the valve seat adhering to the drilled part of the receiving hole in the bottom of the cylinder head forms a first annular space delimited on the outside by a shoulder and a radial support surface, and b ) in the valve seat, next to the stepped portion of the receiving hole there is a second annular space externally delimited by the receiving hole of the valve seat, which is in the region of the valve plug and extends in the cylindrical direction up to the shoulder of the stepped portion of the receiving hole.

Keksinnön erästä rakenne-esimerkkiä selostetaan seuraavassa lähemmin piirustuksen avulla. Ainoa kuvio esittää pituusleikkausta keksinnön mukaisen venttiili-is- 35 tukan eräästä osasta suurennetussa mittakaavassa.An exemplary structure of the invention will now be described in more detail with reference to the drawing. The only figure shows a longitudinal section of a part of a valve seat according to the invention on an enlarged scale.

Il 3 80130Il 3 80130

Nestejäähdytteisen iskumäntäpolttomoottorin sylin-terinkannen pohjassa nähdään yksi viitenumerolla 2 merkityistä kaasunvaihtokanavista, jossa siihen liittyvät osat on esitetty asian yksinkertaistamiseksi vain toiselta puo-5 leita. Kaasunvaihtokanava 2 on muodostettu sylinterin puo lella venttiili-istukan 4 vastaanottoreikänä 3, joka muuttuu sylinterin puoleisessa päässään halkaisijaltaan suuremmaksi osaksi 5. Tämä vastaanottoreiän 3 porrastettu osa 5 on rajattu aksiaalisessa suunnassa olakkeella 6, joka 10 on suorassa kulmassa vastaanottoreiän 3 keskiakseliin nähden olevassa tasossa. Tähän järjestelyyn kuuluu hoikin muotoinen venttiili-istukka 4, joka ulottuu porrastetusta osasta 5 melkein vastaanottoreiän 3 toiseen päähän. Venttiili-istukassa 4 on sen yläalueella vastaanottoreiän 3 15 ulkopuolelta rajaama rengastila 7, joka on tarkoitettu jäähdytysainevirtausta varten. Vastaanottoreiän 3 porrastetun osan 5 alueella venttiili-istukka 4 tukeutuu säteit-täisesti lieriövaippapinnallaan 8 yhteen ulkoseinämään 9 ja tasaisella rengaspinnallaan 10 aksiaalisesti olakkee-20 seen 6. Venttiili-istukan 4 riittävää jäähdytystä varten siinä on sen porrastetussa osassa 5 sijaitsevalla alueella vielä yksi rengastila 12, jonka sylinterinkannen pohja 1 rajaa ulkopuolelta. Rengastila 12 on kanavan 13 kautta yhteydessä polttomoottorin jäähdytysveden kiertoon. Molem-25 pien venttiili-istukkaan 4 järjestettyjen rengastilojen 7 ja 12 väliin on muodostettu vähintään kaksi yhdyskanavaa 14 jäähdytysaineen syöttöä ja poistoa varten.At the bottom of the cylinder head of the liquid-cooled percussion internal combustion engine, one of the gas exchange channels marked with reference numeral 2 is shown, in which the associated parts are shown for simplicity only on one side. The gas exchange channel 2 is formed on the cylinder side as a receiving hole 3 of the valve seat 4, which becomes a larger part 5 at its cylindrical end. This stepped part 5 of the receiving hole 3 is delimited in the axial direction by a shoulder 6 This arrangement comprises a sleeve-shaped valve seat 4 extending from the stepped part 5 almost to the other end of the receiving hole 3. In its upper area, the valve seat 4 has an annular space 7 delimited from outside the receiving hole 3 15, which is intended for the flow of coolant. In the region of the stepped part 5 of the receiving hole 3, the valve seat 4 rests radially with its cylindrical jacket surface 8 on one outer wall 9 and with its flat annular surface 10 axially on the shoulder 6. For adequate cooling of the valve seat 4 it has which is bounded on the outside by the base 1 of the cylinder head. The ring space 12 communicates via the duct 13 with the cooling water circulation of the internal combustion engine. At least two connecting channels 14 for the supply and discharge of coolant are formed between the annular spaces 7 and 12 arranged in both small valve seats 4.

Samoin leikkauksena esitetty venttiili 15 koskettaa tiivistyspinnallaan 16 venttiili-istukkaan 4. Polttomoot-30 torin käydessä venttiilistä 15 venttiili-istukkaan 4 vaikuttavat sellaiset voimat, jotka syntyvät nimenomaan vent-tililautaseen vaikuttavien polttopaineiden vaikutuksesta. Nämä voimat, jotka on esitetty piirustuksessa nuolella 17, jakautuvat 45° kaltevan, venttiili-istukassa 16 olevan 35 tiivistyspinnan kautta nuolien 18 ja 19 mukaisiksi säteit- 4 80130 täisiksi ja aksiaalisiksi voimakomponenteiksi. Säteittäi-set voimakomponentit siirtyvät suoraan venttiili-istukan 4 vaippapinnan kautta tätä ympäröivään sylinterinkannen pohjaan 1, kun taas olake 6 ottaa suoraan vastaan nuolen 5 19 mukaiset aksiaaliset voimakomponentit. Näin ollen vent tiili-istukassa 4 ei nuolien 18 ja 19 mukaisten säteit-täisten eikä aksiaalisten voimakomponenttien vaikutusalueella esiinny taivutuskuormituksia.Similarly, the valve 15 shown in section contacts the valve seat 4 with its sealing surface 16. As the combustion engine-30 runs from the valve 15 to the valve seat 4, forces are generated which are generated specifically by the combustion pressures acting on the valve plate. These forces, shown in the drawing by arrow 17, are distributed through the sealing surface 35 inclined at 45 ° in the valve seat 16 into radial and axial force components according to arrows 18 and 19. Radially-set force components are transferred directly through the valve seat 4 surrounding the envelope surface of this cylinder head to the bottom one, while the shoulder 6 directly receive the arrow May 19, the axial force components of the. Thus, there are no bending loads in the area of influence of the radial or axial force components according to arrows 18 and 19 in the valve brick seat 4.

nof

Claims

A reciprocating internal combustion engine with a gas exchange duct (2) acting as a receiving hole (3) in the bottom (1) of the cylinder-5 cover, a sleeve-mounted valve seat (4) with at least one fully or partially running ring space (7) , 12) for refrigerant flow and which rests on the cylindrical side of the receiving hole (3) in a rectangular stepped portion 10 (5) with its radially cylindrical jacket surface (8) and the formed shoulder (6) axially, the valve plate (s) inside the valve seat into radial and axial force components (arrows 18 and 19) 15 which, in their directions of action in the valve seat (4) and the cylinder head bottom (1), apply only to the full-walled parts of these parts, characterized by a combination of the following features, a) ) to a stepped portion (5) of the receiving-20 market hole (3) the part of the valve seat (4) by means of a corresponding recess forms a first annular space (12) delimited from the outside by the shoulder (6) and the radial support surface (8), and b) in the valve seat (4), the receiving hole (3) next to the part (5) there is a second annular space (7) delimited from the outside by the receiving hole (3) of the valve seat (4), which is in the area of the valve plug and extends in the cylindrical direction up to the shoulder (6) of the stepped part (5) of the receiving hole (3). 30 6 80130 Slurry piston engine with valve setting (4), with an auxiliary valve in the gas channel (2), with 5 fittings with mounting number (3) and bottle (1) with cylinder-locket, fork valve setting upstream of the valve beläget ringutrymme (7,12) för strömning av kylmedel och stöder sig pä sin mot cylindern belägna sida radiellt over sin cylindriska mantelyta (6) päen 10 rätvinkligt avtrappad del (5) av mottagningshälet (3) och axiellt pä en utformad sk ), varvid de krafter som ventiltallriken utövar pä ventilsätets (4) yta fördelar sig innanför ventilsätet account radella och axiella kraft-komponententer (Pilar 18 och 19), som i sinä kraftriktningar 15 i valilsätet (4) och i cylinderlockets botten (1) riktar (a) a valve for the valve assembly (4) of the valve assembly (3) of the cylinder head (3) of the cylinder head (3) of the cylinder head (3) of the cylinder head (3) of the cylinder head (3) of the cylinder head (3) of the cylinder head (3) of the cylinder head (3) of the cylinder head (3) of the cylinder head in the case of (1) a picture of a body and a test piece and a ring (12), in which case the side of the ring (6) and of the radio support (8), and (b) of the valve (4) up to 25 Ien (5) av mottagningshälet (3) ett andra ringutrymme (7), at the end of which the ring is connected to the mottagningshälet (3) i valvesätetet (4) och som ligger inom ventilproppens omräde och sträcker sig i cylinderns riktning maxalt account skuldran the avtrappade delen (5) av mottagningshä-30 let (3).