JP2003522902A - Method for manufacturing a cylinder head for an internal combustion engine - Google Patents
Method for manufacturing a cylinder head for an internal combustion engineInfo
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Abstract
(57)【要約】 【解決手段】 本発明は、特に自動車の、内燃機関、特に直接噴射装置を有するオットーエンジンのためのシリンダーヘッドを製造するための方法に関する。この方法において、シリンダーヘッドが、クランクケーシング側に、切削代を有して形成されること、シリンダーヘッドの、それぞれのシリンダーに所属する全て燃焼室の容積が、およびその容積から平均値VISTが、規定されること、このようにして規定されたこの平均値VISTが、燃焼室に関する所望の容積VSOLLと比較され、且つこの比較に依存して、シリンダーヘッドにおけるクランクケーシング側で、材料が、機械的に、全てのシリンダーに関する合計において、所望の燃焼室容積に可能な限り近い燃焼室容積が与えられるように、比較的に多くまたは比較的に少なく削剥される。 The present invention relates to a method for manufacturing a cylinder head for an internal combustion engine, in particular for a motor vehicle, in particular for an Otto engine with a direct injection device. In this method, the cylinder head is formed with a cutting allowance on the crank casing side, the volume of all the combustion chambers belonging to each cylinder of the cylinder head, and the average value V IST is calculated from the volume. The mean value V IST thus defined is compared with the desired volume V SOLL for the combustion chamber, and depending on this comparison, on the crankcase side of the cylinder head, the material Mechanically, more or less abrasion is performed so as to provide a combustion chamber volume as close as possible to the desired combustion chamber volume in total for all cylinders.
Description
【0001】
本発明は、請求項1の上位概念による、特に自動車の、内燃機関、特に直接噴
射装置を有するオットーエンジンのための、シリンダーヘッドを製造するための
方法に関する。The invention relates to a method according to the preamble of claim 1 for manufacturing a cylinder head, in particular for motor vehicles, for internal combustion engines, in particular for Otto engines with direct injection.
【0002】
往復ピストン内燃機関を製造する際、鋳造方法における許容差に基づいて、シ
リンダーヘッドの、それぞれのシリンダーに所属して設けられた燃焼室の容積に
おける差異が生じる。このことは、所望の容積、即ち行程容積における、および
圧縮比εの、相応する差異を誘起する。例えば、ε=11の場合、0.5の許容
差が一般的である。この場合、燃焼室深さに関連して、±0.2mmの範囲内に
おける許容差は、甘受されねばならない。しかしながら、このことは、エンジン
機能に不利な影響を及ぼす。従って、場合によっては、排気ガス温度、有害物質
の放出、および燃料消費量を増大する。When manufacturing a reciprocating piston internal combustion engine, differences in the volume of the combustion chambers associated with each cylinder of the cylinder head occur due to tolerances in the casting method. This induces a corresponding difference in the desired volume, ie the stroke volume, and of the compression ratio ε. For example, when ε = 11, a tolerance of 0.5 is common. In this case, a tolerance in the range of ± 0.2 mm in relation to the depth of the combustion chamber must be accepted. However, this adversely affects engine function. Therefore, in some cases, it increases exhaust gas temperature, emission of harmful substances, and fuel consumption.
【0003】
従って、発明の根底をなす課題は、その際、上記の欠点が克服され、且つ、行
程容積、燃焼室深さ、もしくは圧縮比に関する可能な限り僅かの許容差が得られ
る、上記の様式の方法を提示することである。The problem underlying the invention is therefore the above-mentioned disadvantages in which the abovementioned drawbacks are overcome and the smallest possible tolerances for the stroke volume, the combustion chamber depth or the compression ratio are obtained. It is to show the method of form.
【0004】
この課題は本発明に従い、請求項1において典型的な特徴を有する上記様式の
方法によって解決される。本発明の有利な実施形態は、従属的な請求項において
与えられている。This problem is solved according to the invention by a method of the above manner having the features typical of claim 1. Advantageous embodiments of the invention are given in the dependent claims.
【0005】
上記の目的のために、本発明により、シリンダーヘッドが、クランクケーシン
グ側に、切削代(Uebermass)を有して形成されること、
シリンダーヘッドの、それぞれのシリンダーに所属する全て燃焼室の容積が、お
よびその容積から平均値VISTが、規定されること、
このようにして規定されたこの平均値VISTが、燃焼室に関する所望の容積VSOL L
と比較され、且つこの比較に依存して、シリンダーヘッドにおけるクランクケ
ーシング側で、材料が、機械的に、全てのシリンダーに関する合計において、所
望の燃焼室容積に可能な限り近い燃焼室容積が与えられるように、比較的に多く
または比較的に少なく削剥されることが行われる。For the above-mentioned purpose, according to the present invention, a cylinder head is formed on the crank casing side with a cutting allowance (Uebermass), all combustion chambers belonging to each cylinder of the cylinder head. the volume, and the average value V IST from its volume, to be defined, the average value V IST defined this way is compared with the desired volume V SOL L relates to a combustion chamber, and the comparison Depending on the crankcase side of the cylinder head, the material is mechanically relatively large or relatively large, so as to give a combustion chamber volume that is as close as possible to the desired combustion chamber volume, in sum for all cylinders. A relatively small amount of abrasion is performed.
【0006】
このことは、圧縮比もしくは行程容積に関する僅かのばらつきが得られるとい
う利点を有している。予想外に、基準値からの燃焼室深さの差異は、単に±0.
05mmの範囲内において達成可能である。This has the advantage that slight variations in compression ratio or stroke volume can be obtained. Unexpectedly, the difference in combustion chamber depth from the reference value is simply ± 0.
It can be achieved within the range of 05 mm.
【0007】
合目的に、個別のシリンダーに所属して設けられたシリンダーヘッドの燃焼室
の容積は、光学的な方法でもって、規定される。有利には、このことは、シリン
ダーヘッドの製造ライン内において行われ、その際、クランクケーシング側で機
械的に削剥されるべきそれぞれのシリンダーヘッドの寸法が、相応して後続して
設けられた加工ステーションに伝達される。For the purpose, the volume of the combustion chamber of the cylinder heads associated with the individual cylinders is defined in an optical manner. Advantageously, this takes place in the production line of the cylinder head, the dimensions of the respective cylinder head to be mechanically scraped off on the crank casing side correspondingly correspondingly being provided in the subsequent machining. Transmitted to the station.
【0008】
この方法の有利な実施形態において、燃焼室容積を測定する前のシリンダーヘ
ッドは、クランクケーシング側で、0.5mmの切削代を有して形成される。合
目的に、容積VSOLLとして、所望の燃焼室容積が、クランクケーシング側のシリ
ンダーヘッドの切削代の考慮のもとで選択される。次いで、容積VSOLLからの容
積平均値VISTの差異が予め定めた値よりもより小さい場合、単にこの切削代は
、機械的に削剥される。VISTが、基本的に、VSOLLよりもより大きいか、もし
くはより小さい場合には、このシリンダーヘッドの燃焼室側面において、切削代
よりもより多くまたはより少なく、機械的に削剥される。In an advantageous embodiment of the method, the cylinder head before measuring the combustion chamber volume is formed on the crank casing side with a cutting allowance of 0.5 mm. For the purpose, the desired volume of the combustion chamber is selected as the volume V SOLL in consideration of the cutting allowance of the cylinder head on the crank casing side. Then, if the difference in the volume average value V IST from the volume V SOLL is smaller than a predetermined value, this cutting allowance is simply mechanically scraped. Basically, if V IST is larger or smaller than V SOLL, more or less than the cutting allowance is mechanically chipped on the side of the combustion chamber of the cylinder head.
【0009】
本発明の更なる特徴、利点および有利な実施形態は、従属的な請求項、並びに
添付された図に基づく以下の本発明の説明から与えられる。この実施形態は、た
だ1つの図において、往復ピストン内燃機関のためのシリンダーヘッドを概略的
な断面図で示している。Further features, advantages and advantageous embodiments of the invention are given in the dependent claims and from the following description of the invention based on the attached figures. This embodiment shows, in a single view, a cylinder head for a reciprocating piston internal combustion engine in a schematic sectional view.
【0010】
ただ1つの図において図示されたシリンダーヘッド10は、シリンダー個々の
吸気流路12、シリンダー個々の排気流路14、およびクランクケーシング側の
燃焼室側面16を備えている。この燃焼室側面16は、図示されていないクラン
クケーシングのそれぞれ1つのシリンダーに所属して設けられた燃焼室18を形
成しており、これら燃焼室について、このただ1つの図の断面図においては、た
だ1つの燃焼室だけが目視可能である。その際に、シリンダーヘッド高さ20は
、燃焼室深さ22を規定する。The cylinder head 10 shown in only one figure comprises an intake passage 12 for each cylinder, an exhaust passage 14 for each cylinder, and a combustion chamber side 16 on the crank casing side. The combustion chamber side surface 16 forms a combustion chamber 18 which is provided in association with each cylinder of a crank casing (not shown), and these combustion chambers are shown in the sectional view of this single figure. Only one combustion chamber is visible. At that time, the cylinder head height 20 defines the combustion chamber depth 22.
【0011】
シリンダーヘッド10の製造の際、このシリンダーヘッドは、鋳造工程の後に
後加工され、且つ燃焼室側面16において、例えば0.5mmの切削代を維持し
ている。ここで、それぞれの燃焼室18の容積V1、V2〜Vnは、例えばマイク
ロ鏡基礎(Mikrospiegelbasis)でのデジタル方式の縞投影(Streifenprojektio
n)のような、例えば光学的な方法でもって規定される。定められた方法により
、シリンダーヘッドの燃焼室18の容積値V1、V2〜Vnに関して、平均値VIST
が形成される。この平均値VISTは、燃焼室側の切削代を考慮に入れた、全ての
燃焼室の全容積に関する基準値VSOLLと比較される。VISTおよびVSOLLが一致
し、または予め定められた範囲内に差異がある場合、シリンダーヘッド10の燃
焼室側面16において、正確に切削代がフライス加工して除去される。しかしな
がら、検出された容積VISTが、基準値VSOLLと一致しない場合、状態に応じて
、フライス加工の後に燃焼室の容積の平均値が切削代の無いこれら燃焼室の容積
に関する基準値に可能な限り精確に適合するように、この切削代よりもより多く
またはより少なく、フライス加工して除去される。従って、本発明により、この
寸法である「シリンダーヘッド高さ」20は、所定の燃焼室容積を維持するため
に、狭い範囲内で、基準寸法からの所望された差をもって、加工される。During the production of the cylinder head 10, this cylinder head is post-processed after the casting process and maintains a cutting allowance of, for example, 0.5 mm on the side 16 of the combustion chamber. Here, the volumes V 1 , V 2 to V n of the respective combustion chambers 18 are, for example, digital fringe projections (Streifenprojektio) on a micro mirror foundation (Mikrospiegelbasis).
n), for example, by an optical method. By the defined method, an average value V IST is formed for the volume values V 1 , V 2 to V n of the combustion chamber 18 of the cylinder head. This average value V IST is compared with a reference value V SOLL for the total volume of all combustion chambers, taking into account the cutting allowance on the combustion chamber side. When V IST and V SOLL are the same or different in a predetermined range, the cutting allowance is accurately milled and removed on the combustion chamber side surface 16 of the cylinder head 10. However, if the detected volume V IST does not match the reference value V SOLL , the average value of the volumes of the combustion chambers after milling can be the reference value for the volumes of these combustion chambers without cutting allowance, depending on the condition. More or less than this stock is milled away to fit as closely as possible. Therefore, according to the present invention, this dimension, the "cylinder head height" 20, is machined within a narrow range and with a desired difference from the nominal dimension in order to maintain a given combustion chamber volume.
【図1】 往復ピストン内燃機関のためのシリンダーヘッドを概略的な断面図である。[Figure 1] 1 is a schematic cross-sectional view of a cylinder head for a reciprocating piston internal combustion engine.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE,TR),AE,A G,AL,AM,AU,AZ,BA,BB,BG,BR ,BY,BZ,CA,CN,CR,CU,CZ,DM, DZ,EE,GD,GE,GH,GM,HR,HU,I D,IL,IN,IS,JP,KE,KG,KP,KR ,KZ,LC,LK,LR,LS,LT,LV,MA, MD,MG,MK,MN,MW,MX,MZ,NO,N Z,PL,RO,RU,SD,SG,SI,SK,SL ,TJ,TM,TR,TT,TZ,UA,UG,US, UZ,VN,YU,ZA,ZW (72)発明者 ホフマン・クリストフ ドイツ連邦共和国、ケムニッツ、ヘルバー スドルファーストラーセ、104ベー (72)発明者 リッパート・エードゥアルト ドイツ連邦共和国、カルバラー、アム・シ ュタインカンプ、3 Fターム(参考) 3G024 AA01 DA08 GA01 GA10 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (81) Designated countries EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, I T, LU, MC, NL, PT, SE, TR), AE, A G, AL, AM, AU, AZ, BA, BB, BG, BR , BY, BZ, CA, CN, CR, CU, CZ, DM, DZ, EE, GD, GE, GH, GM, HR, HU, I D, IL, IN, IS, JP, KE, KG, KP, KR , KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LV, MA, MD, MG, MK, MN, MW, MX, MZ, NO, N Z, PL, RO, RU, SD, SG, SI, SK, SL , TJ, TM, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VN, YU, ZA, ZW (72) Inventor Hoffman Christoph Germany, Chemnitz, Hellber Soodle First Race, 104 ba (72) Inventor Rippert Eduard Federal Republic of Germany, Karbala, Am Si Tutain comp, 3 F-term (reference) 3G024 AA01 DA08 GA01 GA10
Claims (8)
ーエンジンのためのシリンダーヘッドを製造するための方法において、 シリンダーヘッドが、クランクケーシング側に、切削代を有して形成されること
、 シリンダーヘッドの、それぞれのシリンダーに所属する全て燃焼室の容積が、お
よびその容積から平均値VISTが、規定されること、 このようにして規定されたこの平均値VISTが、燃焼室に関する所望の容積VSOL L と比較され、且つこの比較に依存して、シリンダーヘッドにおけるクランクケ
ーシング側で、材料が、機械的に、全てのシリンダーに関する合計において、所
望の燃焼室容積に可能な限り近い燃焼室容積が与えられるように、比較的に多く
または比較的に少なく削剥されること、 を特徴とする方法。1. A method for producing a cylinder head for an internal combustion engine, in particular for a motor vehicle, in particular an Otto engine with a direct injection device, wherein the cylinder head is formed on the crank casing side with a cutting allowance. That the volume of all combustion chambers belonging to each cylinder of the cylinder head, and from that volume an average value V IST, is defined, this average value V IST thus defined Compared with the desired volume V SOL L for the chamber, and depending on this comparison, on the crank casing side of the cylinder head, the material is mechanically capable of the desired combustion chamber volume in total for all cylinders. Abrading more or less so as to give a combustion chamber volume as close as possible.
燃焼室の容積は、光学的な方法でもって、規定されることを特徴とする請求項1
に記載の方法。2. The volume of the combustion chamber of the cylinder heads associated with the individual cylinders is defined in an optical manner.
The method described in.
燃焼室の容積は、シリンダーヘッドの製造ライン内において規定され、且つ、ク
ランクケーシング側で機械的に削剥されるべきそれぞれのシリンダーヘッドの寸
法が、相応して後続して設けられた加工ステーションに伝達されることを特徴と
する請求項1または2に記載の方法。3. The volume of the combustion chamber of a cylinder head provided to belong to an individual cylinder is defined in the cylinder head manufacturing line, and each cylinder to be mechanically scraped on the crank casing side. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the dimensions of the head are transferred to correspondingly provided processing stations.
ーシング側で、0.5mmの切削代を有して形成されることを特徴とする請求項
1から3のいずれか一つに記載の方法。4. The cylinder head before measuring the volume of the combustion chamber is formed with a cutting allowance of 0.5 mm on the crank casing side. The method described in.
グ側のシリンダーヘッドの切削代の考慮のもとで選択されることを特徴とする請
求項1から4のいずれか一つに記載の方法。5. The desired combustion chamber volume as the volume V SOLL is selected in consideration of the cutting allowance of the cylinder head on the crank casing side. The method described in.
りもより小さい場合、単にこの切削代は、機械的に削剥されることを特徴とする
請求項5に記載の方法。6. The method according to claim 5, wherein when the difference in the volume average value V IST from the volume V SOLL is smaller than a predetermined value, the cutting allowance is simply mechanically removed. the method of.
場合、切削代よりもより少なく、機械的に削剥されることを特徴とする請求項5
または6に記載の方法。7. The side surface of the combustion chamber of the cylinder head, when V IST <V SOLL , is smaller than the cutting allowance and is mechanically scraped.
Or the method according to 6.
場合、切削代よりもより多く、機械的に削剥されることを特徴とする請求項5か
ら7のいずれか一つに記載の方法。8. The method according to claim 5, wherein in the case where V IST > V SOLL on the side surface of the combustion chamber of the cylinder head, the amount of mechanical abrasion is larger than the cutting allowance. The method described.
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