KR101473497B1

KR101473497B1 - Cylinder head arrangement with valve cooling and lubrication

Info

Publication number: KR101473497B1
Application number: KR1020090046935A
Authority: KR
Inventors: 베르너 미첼러; 랄프 핀터나겔
Original assignee: 만 디젤 앤 터보 에스이
Priority date: 2008-07-24
Filing date: 2009-05-28
Publication date: 2014-12-16
Also published as: FI20095801A0; FI123940B; KR20100011889A; DE102008034466A1; CN101634256A; JP2010031843A; JP5564206B2; FI20095801A

Abstract

본 발명에 따른 실린더 헤드 장치는 압력으로 추진되는 냉각 오일을 하나 이상의 흡기 밸브 또는 배기 밸브의 스템과 가이드 사이에 있는 하나 이상의 제1 환형 챔버 및 하나 이상의 제2 환형 챔버에 공급하기 위한 냉각 오일 채널 조립체를 포함한다. 제1 환형 챔버는 냉각 오일 공급 채널에 연결되고, 제2 환형 챔버는 냉각오일 반출 채널에 연결된다. 양 환형 챔버들은 밸브 스템에 배치된 길이 방향 구멍들에 연결되고, 그에 따라 냉각 오일이 밸브 스템을 통해 밸브 디스크에 있는 중공 공간으로 급송되되, 중공 공간이 밸브 디스크에서의 냉각 오일 흐름을 유도하기 위한 장치를 구비하고, 다시 냉각 오일이 중공 공간으로부터 냉각 오일 반출 채널로 급송된다.A cylinder head apparatus according to the present invention includes a cooling oil channel assembly for supplying pressure-driven cooling oil to at least one first annular chamber and at least one second annular chamber between a stem of at least one intake valve or exhaust valve and a guide . The first annular chamber is connected to the cooling oil supply channel and the second annular chamber is connected to the cooling oil discharge channel. The annular chambers are connected to the longitudinal holes disposed in the valve stem such that the cooling oil is fed through the valve stem to the hollow space in the valve disc where the hollow space is used to induce cooling oil flow in the valve disc Device, and the cooling oil is again fed from the hollow space to the cooling oil takeout channel.

Description

BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a cylinder head,

본 발명은 하나 이상의 흡기 밸브 및 하나 이상의 배기 밸브에 의해 폐쇄될 수 있는 하나 이상의 흡기 채널 및 하나 이상의 배기 채널과, 냉각 오일 내지 윤활 오일을 공급하기 위한 하나 이상의 오일 채널을 구비한 냉각 오일 공급 채널 조립체를 포함하는 실린더 헤드 장치, 특히 자기 점화 내연 엔진용 실린더 헤드 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a cooling oil supply channel assembly having at least one intake channel and at least one exhaust channel that can be closed by at least one intake valve and at least one exhaust valve and at least one oil channel for supplying cooling oil or lubricating oil, And more particularly to a cylinder head device for a self-ignition internal combustion engine.

특히, 내연 엔진의 배기 밸브는 그를 통과하여 흐르는 배기 가스의 높은 온도로 인해 높은 열 응력에 노출된다. 그러한 높은 열 응력으로 인해, 밸브 가이드를 윤활하는 것이 크게 요구되는데, 그것은 통상적으로 내연 엔진의 오일 회로에 의해 해결된다.In particular, the exhaust valve of the internal combustion engine is exposed to high thermal stress due to the high temperature of the exhaust gas flowing therethrough. Due to such high thermal stresses, it is highly desirable to lubricate the valve guide, which is typically solved by the oil circuit of the internal combustion engine.

DE 43 13 591 A1에는, 압력 순환 윤활에 의해 밸브를, 무엇보다도 우선 배기 밸브를 냉각시키는 것이 제안되어 있다. 그 문헌에서는, 밸브 스템(valve stem)과 밸브 디스크(valve disk)로 형성된 배기 밸브가 회전 대칭 중공체로서 구성된다. 밸브 스템의 벽에는, 윤활유의 공급과 반출을 위한 2개의 통로들이 배치되는데, 공 급되는 윤활유는 라인을 경유하여 밸브 디스크의 구역으로 안내된다.In DE 43 13 591 A1 it has been proposed to cool the valve by means of pressure circulation lubrication and, above all, the exhaust valve. In that document, an exhaust valve formed of a valve stem and a valve disk is constructed as a rotationally symmetric hollow body. In the wall of the valve stem, two passages for supplying and discharging lubricating oil are arranged, the supplied lubricating oil being guided to the area of the valve disc via the line.

열 응력이 높은 경우, 중공으로 형성된 배기 밸브는 배가된 손상을 일으킨다. 특히, 제안된 불연속적인 윤활유 공급은 제안된 오일 안내와 연계하여 밸브에서 불량한 흐름 구성을 유발한다.If the thermal stress is high, the vented valve formed in the hollow causes doubled damage. In particular, the proposed discontinuous lubricant supply leads to a poor flow configuration in the valve in conjunction with the proposed oil guide.

DE 25 24 183 A1로부터, 밸브 하면과 평행하게 연장되는 제1 열의 냉각 채널들 및 그에 연결되고 밸브 디스크 가장자리로부터 밸브 스템까지 경사져 연장되며 밸브 디스크 가장자리의 내부에서 그 가장자리를 따른 환형 채널에 연결되는 제2 열의 냉각 채널들을 별 모양으로 마련하는 것이 공지되어 있다. 그러한 냉각 채널 조립체에 의하면, 흐름의 체적이 작고 에지에 흐름의 사각 구역이 형성되기 때문에 비교적 작은 냉각 작용만이 얻어질 수 있다.From DE 25 24 183 A1, a first row of cooling channels extending in parallel with the valve underside, and a second row of cooling channels extending therethrough inclined from the valve disc edge to the valve stem and connected to the annular channel along its edge in the interior of the valve disc edge It is known to provide two rows of cooling channels in a star shape. With such a cooling channel assembly, only a relatively small cooling action can be obtained because the volume of the flow is small and a square area of flow is formed at the edge.

따라서, 본 발명의 과제는 밸브의 개선된 냉각 및 특히 배기 밸브의 개선된 냉각을 가능케 하는 실린더 헤드 장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a cylinder head device which enables improved cooling of the valve and, in particular, improved cooling of the exhaust valve.

그러한 과제는 본 발명에 따라 청구항 1에 따른 실린더 헤드 장치에 의해 해결되게 된다. 바람직한 개선책들은 종속 청구항들의 주제에 해당한다.Such a problem is solved by the cylinder head device according to claim 1 according to the present invention. The preferred remedies fall under the subject of dependent claims.

본 발명에 따른 실린더 헤드 장치는 하나 이상의 흡기 밸브에 의해 폐쇄될 수 있는 하나 이상의 흡기 채널과, 하나 이상의 배기 밸브에 의해 폐쇄될 수 있는 하나 이상의 배기 채널과, 압력으로 추진되는 냉각 오일을 공급하기 위한 하나 이상의 냉각 오일 공급 채널을 지닌 냉각 오일 채널 조립체, 하나 이상의 흡기 밸브 또는 배기 밸브의 스템과 가이드 사이에 있고 하나 이상의 냉각 오일 공급 채널에 연결된 하나 이상의 제1 환형 챔버, 및 하나 이상의 흡기 밸브 또는 배기 밸브의 스템과 가이드 사이에 있고 하나 이상의 냉각 오일 반출 채널에 연결된 하나 이상의 제1 환형 챔버를 포함하되, 제1 환형 챔버와 제2 환형 챔버의 높이가 밸브 리프트(valve lift)의 높이 이상으로 된다. 제1 환형 챔버는 밸브 스템에 배치된 제1 길이 방향 구멍에 연결되고, 그에 따라 압력으로 추진되는 냉각 오일이 밸브 스템을 통해 밸브 디스크에 급송되게 된다. 밸브 디스크는 냉각 오일 흐름을 유도하기 위한 장치를 구비한 중공 공간을 포함하는데, 그 유도 장치는 디스크 면의 대부분에 걸쳐 연장된다. 밸브 스템에 배치된 제2 길이 방향 구멍은 제2 환형 챔버에 연결되고, 그에 따라 냉각 오일이 중공 공간으로부터 냉각 오일 반출 채널로 급송되게 된다.A cylinder head apparatus according to the present invention comprises at least one intake channel that can be closed by one or more intake valves, at least one exhaust channel that can be closed by at least one exhaust valve, A cooling oil channel assembly having at least one cooling oil supply channel, at least one first annular chamber between the at least one intake or exhaust valve stem and guide and connected to one or more cooling oil supply channels, and at least one intake valve or exhaust valve And at least one first annular chamber between the stem of the first annular chamber and the guide and connected to one or more cooling oil discharge channels, wherein the height of the first annular chamber and the second annular chamber is greater than or equal to the height of the valve lift. The first annular chamber is connected to a first longitudinal bore disposed in the valve stem such that cooling fluid propelled by pressure is delivered to the valve disc through the valve stem. The valve disc includes a hollow space with a device for inducing cooling oil flow, the inductive device extending over most of the disc surface. A second longitudinal hole disposed in the valve stem is connected to the second annular chamber so that the cooling oil is delivered from the hollow space to the cooling oil outlet channel.

본 발명에 따른 실린더 헤드 장치는 특히 흡기 밸브 및 배기 밸브가 높은 열 응력에 노출되는 자기 점화 내연 엔진에 적합하다. 본 발명에 따른 실린더 헤드 장치는 흡기 밸브 및/또는 배기 밸브를 냉각시키기 위한, 압력으로 추진되는 오일을 제공하기 위한 냉각 오일 채널 조립체를 포함한다. 그러한 냉각 오일 채널 조립체는 냉각시키려는 흡기 밸브 및/또는 배기 밸브 각각에 대해, 냉각시키려는 밸브의 축에 대해 동심상으로 배치될 수 있는 제1 환형 챔버에 냉각 오일 채널 조립체를 연결하는 하나 이상의 냉각 오일 공급 채널을 구비하는 것이 바람직하다. 여기서, 제1 환형 챔버는 밸브 스템과 밸브 가이드 사이에 배치되는 체적 공간을 형 성한다. 아울러, 제1 환형 챔버는 밸브 스템 또는 밸브 가이드에 형성되든지, 아니면 밸브 스템은 물론 밸브 가이드에 비례 배분적으로 형성될 수 있다.The cylinder head device according to the present invention is particularly suitable for a self-ignition internal combustion engine in which an intake valve and an exhaust valve are exposed to high thermal stress. A cylinder head device according to the present invention includes a cooling oil channel assembly for providing pressure-driven oil for cooling an intake valve and / or an exhaust valve. Such a cooling oil channel assembly may be provided for each of the intake and / or exhaust valves to be cooled with at least one cooling oil supply that connects the cooling oil channel assembly to a first annular chamber, which may be concentric with the axis of the valve to be cooled It is preferable to have a channel. Here, the first annular chamber forms a volume space disposed between the valve stem and the valve guide. In addition, the first annular chamber may be formed in the valve stem or valve guide, or may be formed in a proportional manner to the valve guide as well as the valve guide.

그러한 제1 환형 챔버를 경유하여, 하나 이상의 공급 오일 채널이 밸브의 길이 방향 축과 대략 평행하게 배치되는 것이 바람직한 제1 길이 방향 구멍에 연결된다. 제1 길이 방향 구멍은 밸브 디스크의 구역에 형성된 중공 공간으로 통하고, 그에 따라 냉각 오일이 냉각 오일 채널 조립체로부터 제1 환형 챔버와 제1 길이 방향 구멍을 경유하여 밸브 디스크의 중공 공간으로 급송되게 된다.Via such first annular chamber, one or more supply oil channels are connected to a first longitudinal hole, which is preferably arranged substantially parallel to the longitudinal axis of the valve. The first longitudinal bore leads to a hollow space formed in the region of the valve disc so that cooling oil is fed from the cooling oil channel assembly to the hollow space of the valve disc via the first annular chamber and the first longitudinal bore .

또한, 밸브 디스크의 구역에 있는 중공 공간은 밸브 축과 대략 평행하게 밸브에 배치되는 것이 바람직한 제2 길이 방향 구멍에 연결되고, 제2 길이 방향 구멍은 제2 환형 챔버로 통하는데, 제2 환형 챔버는 제1 환형 챔버와 마찬가지로 밸브 축과 동심상으로 스템과 가이드 사이에 배치될 수 있고, 하나 이상의 냉각 오일 반출 채널에 연결된다. 냉각 오일 반출 채널은 냉각 오일을 엔진 오일 회로에 공급하는 것이 바람직하다. 대안적 실시 양태에서는, 냉각 오일 반출 채널을 경유하여 냉각 오일이 재공급되는 냉각 오일 회로, 바람직하게는 오일 냉각을 수반하는 냉각 오일 회로가 마련될 수도 있다. 제2 환형 챔버는 제1 환형 챔버와 마찬가지로 실린더 헤드 장치의 밸브 스템 또는 밸브 가이드에 형성되거나, 밸브 스템은 물론 밸브 가이드에 비례 배분적으로 형성될 수 있다. 제2 환형 챔버는 제1 환형 챔버의 위에 배치되는 것이 바람직하다.In addition, the hollow space in the region of the valve disc is connected to a second longitudinal hole, preferably parallel to the valve axis, disposed in the valve, and the second longitudinal hole leads to a second annular chamber, Like the first annular chamber, can be disposed concentrically with the valve stem between the stem and the guide and is connected to one or more cooling oil discharge channels. The cooling oil takeout channel preferably supplies cooling oil to the engine oil circuit. In an alternative embodiment, a cooling oil circuit in which cooling oil is re-supplied via the cooling oil takeout channel, preferably a cooling oil circuit with oil cooling, may be provided. The second annular chamber may be formed in the valve stem or the valve guide of the cylinder head device like the first annular chamber, or may be formed in proportion to the valve guide as well as the valve guide. The second annular chamber is preferably disposed above the first annular chamber.

제1 환형 챔버와 제2 환형 챔버의 높이는 밸브 리프트 이상인 것이 바람직하다. 그와 관련하여, 냉각 오일 공급 채널과 냉각 오일 반출 및 양 길이 방향 구멍 들 사이에 밸브 위치와는 상관없이 환형 챔버와의 연결이 존재하도록 그들 채널과 그들 길이 방향 구멍으로의 연결 개구부들이 배치된다. 즉, 압력으로 추진되는 냉각 오일의 체적 흐름에 의존하여, 바람직하게도 연속적인 냉각 오일 급송이 이뤄질 수 있게 된다. 환형 챔버들을 제안된 바와 같이 구성하는 것의 또 다른 이점은 그에 수반하여 밸브 스템이 직접적으로 윤활된다는 것이다. 밸브 리프트 시에 챔버와 밸브 스템 사이의 상대 이동 동안 걸쳐지는 구역의 위 또는 아래에 배치되는 것이 바람직한 시일(seal)이 밸브 스템과 밸브 스템의 가이드 사이에 마련되는 것이 바람직하다. 그러한 시일로 인해, 윤활이 가이드의 특정 구역으로 한정되고, 그럼으로써 윤활 오일이 소비도 줄거나 방지되게 된다. 결과적으로, 밸브 스템과 밸브 가이드 사이에 배치된 환형 챔버들을 경유한 냉각 오일 공급의 구성은 스템 마모의 감소로 귀결된다.The height of the first annular chamber and the second annular chamber is preferably equal to or greater than the valve lift. In this regard, the channels and their connection openings to the longitudinal bores are arranged such that there is a connection with the annular chamber, irrespective of the valve position, between the cooling oil supply channel and the cooling oil outlet and both longitudinal bores. That is, depending on the volumetric flow of the cooling oil propelled by the pressure, preferably a continuous cooling oil feed can be achieved. Another advantage of configuring the annular chambers as proposed is that the valve stem is directly lubricated. It is preferred that a seal is provided between the valve stem and the guide of the valve stem, which is preferably located above or below the section to be spanned during relative movement between the chamber and the valve stem at the time of valve lift. With such a seal, the lubrication is confined to specific areas of the guide, thereby reducing or preventing consumption of the lubricating oil. As a result, the configuration of the cooling oil supply via the annular chambers disposed between the valve stem and the valve guide results in reduced stamper wear.

냉각 오일이 밸브 스템에 있는 제1 길이 방향 구멍과 제2 길이 방향 구멍을 통해 흐를 경우, 그와 동시에 밸브 스템도 역시 냉각되게 된다. 밸브 디스크의 구역에 배치된 중공 공간은 개선된 냉각 작용을 얻기 위해 디스크 면의 대부분에 걸쳐 연장된다. 그와 관련하여, 중공 공간은 밸브 축에 수직한 평면에서 디스크 면의 최대 연장의 35% 이상의 면적을 포괄하는 것이 매우 바람직하다. 특히, 밸브 축에 수직한 평면에서 디스크 면의 크기의 45% 이상 연장되는 것이 바람직하고, 55% 이상 연장되는 것이 매우 바람직하다. 아울러, 중공 공간은 밸브 벽의 충분한 강도를 유지하면서 연소실과 대면한 밸브 디스크의 측면에 또는 높은 열 응력을 받는 밸브 시트의 구역에 가능한 한 가까이 다다라 신속한 열 반출과 연계하여 양호 한 열 전달을 가능케 하는 것이 바람직하다.When the cooling oil flows through the first longitudinal hole and the second longitudinal hole in the valve stem, the valve stem is also cooled at the same time. The hollow space disposed in the region of the valve disc extends over most of the disc surface to obtain improved cooling action. In this regard, it is highly desirable that the hollow space covers an area of at least 35% of the maximum extension of the disk surface in a plane perpendicular to the valve axis. Particularly, it is preferable that it extends at least 45% of the size of the disk surface in a plane perpendicular to the valve axis, and it is highly desirable that it extends at least 55%. In addition, the hollow space is as close as possible to the side of the valve disc facing the combustion chamber, or to the zone of the valve seat subjected to high thermal stress, while maintaining sufficient strength of the valve wall, allowing for good heat transfer in conjunction with rapid heat removal .

그를 위해, 본 발명에 따라 냉각 오일 흐름을 유도하기 위한 장치가 중공 공간에 마련된다. 그러한 유도 장치는 중공 공간 벽을 유체 역학적으로 구성함으로써 및/또는 중공 공간에 배치된 유도 장치에 의해 구현되는 것이 바람직하다. 냉각 오일 흐름을 유도하기 위한 그러한 장치는 중공 공간의 전체의 체적 공간에서 냉각 오일의 유속이 작아지거나 없어지는 소위 사각 공간의 발생을 감소시키거나 방지하는 흐름 구성을 가져온다.For this purpose, a device for introducing cooling oil flow in accordance with the invention is provided in the hollow space. Such an induction device is preferably implemented by an induction device arranged in a hollow space and / or by hydrodynamically configuring the hollow space wall. Such a device for inducing cooling oil flow leads to a flow configuration that reduces or prevents the occurrence of so-called square spaces in which the flow rate of cooling oil in the entire volume space of the hollow space is reduced or eliminated.

매우 바람직한 실시 양태에서는, 중공 공간의 구성이 대략 환형의 밑면을 갖는데, 중공 공간은 한쪽에서 환형 링을 그 반경을 따라 분할하는 유도 장치를 구비하고, 그 유도 장치에 냉각 오일이 각각 유입되거나 유출된다. 여기서, 밸브 축의 구역에 배치되고 그에 수직하게 바람직하게는 둥근 구성으로 "E"자의 형태를 갖되, 중간 림(limb)과 상부 내지 하부 림 사이의 공간들에 제1 및 제2 길이 방향 구멍으로의 개구부들이 위치하는 유도 장치가 매우 바람직한 것으로 판명되었다.In a highly preferred embodiment, the configuration of the hollow space has a generally annular bottom surface, the hollow space having an inductive device for dividing the annular ring along its radius from one side, and the cooling oil is respectively introduced or flowed into the inductive device . Herein, it is to be understood that, while having an "E" shape in the region of the valve shaft and preferably in a rounded configuration perpendicular thereto, the first and second longitudinal bores in the spaces between the middle limb and the upper and lower rims It has been found that an induction device in which openings are located is highly desirable.

그러한 E형 유도 장치의 중간 림은 외벽에까지 다다라 그에 결합되어 한쪽에서 환형 링을 그 반경을 따라 분할하는 브리지로서 구성된다. 그러한 구성에서는, 제1 길이 방향 구멍으로부터 출발하여 브리지를 따라 환형 중공 공간의 외벽으로 유도되는 흐름이 형성된다. 그리고 나서, 냉각 오일은 환형 링을 따라 브리지의 다른 쪽에까지 흐르고, 다시 그 브리지를 따라 흘러 거기로 통해 있는 제2 길이 방향 구멍으로 되돌아 흐른다. 그러한 바람직한 구성에서는, 사각 공간이 거의 형성되지 않는데, 그것은 균일한 열 반출이 가능하기 때문이다.The middle rim of such an E-type inductive device is configured as a bridge that reaches the outer wall and is coupled thereto to divide the annular ring along its radius from one side. In such an arrangement, a flow originating from the first longitudinal bore and leading to the outer wall of the annular hollow space along the bridge is formed. Cooling oil then flows along the annular ring to the other side of the bridge and flows back along the bridge back to the second longitudinal hole therethrough. In such a preferable configuration, a rectangular space is hardly formed, because uniform heat removal is possible.

중공 공간은 밸브 디스크에서 끼워지는 커버에 의해 폐쇄되는 것이 바람직하다. 그들 사이의 연결은 밸브 콘의 높은 열 응력 및 역학적 응력을 수용하는 재질 결합 연결 또는 논-포지티브 피트(non-positive fit) 연결에 의해 이뤄지는 것이 바람직하다. 그와 관련하여, 끼워지는 커버의 재료는 밸브의 재료와 동일한 것이 바람직하지만, 예컨대 내온도성이나 방식성이 높은 다른 재료를 커버에 사용하는 것도 가능하다. 마찬가지로, 끼워지는 커버를 재질 결합 연결에 의한 것과는 다른 방식으로 밸브에 고정하는 것도 가능하다. 커버는 중공 공간과 대면하는 그 측면에서 유체 역학적으로 구성되되, 커버가 냉각 흐름을 유도하기 위한 장치를 구비하는 것도 바람직하다.The hollow space is preferably closed by a cover which is fitted in the valve disc. The connection therebetween is preferably achieved by a material coupling connection or a non-positive fit connection that accommodates the high thermal stress and mechanical stress of the valve cone. In this connection, it is preferable that the material of the cover to be fitted is the same as the material of the valve, but it is also possible to use, for example, another material having a high temperature resistance or a high corrosion resistance. Likewise, it is also possible to fix the fitting cover to the valve in a manner different from that of the material coupling connection. It is also preferred that the cover is hydraulically configured on its side facing the hollow space, with the cover having a device for guiding the cooling flow.

전술된 실린더 헤드 장치의 구성에 의해, 밸브 디스크 및 밸브 스템의 개선된 냉각 및 밸브 스템의 개선된 윤활이 구현되고, 그럼으로써 부품 내구 수명이 연장되게 된다. 또한, 밸브 디스크의 개선된 냉각은 연소 온도의 상승을 가능케 하고, 그럼으로써 결과적으로 내연 엔진의 배기 가스 수치가 개선되고 출력이 증강되게 된다.The above-described configuration of the cylinder head device realizes improved cooling of the valve disc and valve stem and improved lubrication of the valve stem, thereby prolonging the component durability life. In addition, improved cooling of the valve discs allows for an increase in the combustion temperature, thereby resulting in improved exhaust gas levels of the internal combustion engine and increased power output.

본 발명에 따른 실린더 헤드 장치에서는, 제1 환형 챔버를 경유하여 하나 이상의 공급 오일 채널이 제1 길이 방향 구멍에 연결되고, 제1 길이 방향 구멍이 밸브 디스크의 구역에 형성된 중공 공간으로 통하고, 그에 따라 냉각 오일이 제1 환형 챔버와 제1 길이 방향 구멍을 경유하여 밸브 디스크의 중공 공간으로 급송된다. 또한, 밸브 디스크의 구역에 있는 중공 공간이 제2 길이 방향 구멍에 연결되고, 제 2 길이 방향 구멍이 제2 환형 챔버로 통하며, 제2 환형 챔버가 하나 이상의 냉각 오일 반출 채널에 연결된다. 또한, 냉각 오일 흐름을 유도하기 위한 E형 유도 장치가 중공 공간에 마련되어 냉각 오일이 제1 길이 방향 구멍으로부터 출발하여 브리지를 따라 환형 중공 공간의 외벽으로 유도되고 나서 환형 링을 따라 브리지의 다른 쪽에까지 흐르고, 다시 그 브리지를 따라 흘러 거기로 통해 있는 제2 길이 방향 구멍으로 되돌아 흐르게 된다. 그러한 구성에서는, 사각 공간이 거의 형성되지 않는다. 따라서, 밸브 디스크 및 밸브 스템의 개선된 냉각 및 밸브 스템의 개선된 윤활이 구현되고, 그럼으로써 부품 내구 수명이 연장되게 된다. 또한, 밸브 디스크의 개선된 냉각은 연소 온도의 상승을 가능케 하고, 그럼으로써 결과적으로 내연 엔진의 배기 가스 수치가 개선되고 출력이 증강되게 된다.In the cylinder head device according to the present invention, one or more supply oil channels are connected to the first longitudinal hole via the first annular chamber, a first longitudinal hole communicates with the hollow space formed in the region of the valve disc, Cooling oil is then delivered to the hollow space of the valve disc via the first annular chamber and the first longitudinal bore. Also, a hollow space in the region of the valve disc is connected to the second longitudinal bore, a second longitudinal bore communicates to the second annular chamber, and a second annular chamber is connected to the at least one cooling oil take-off channel. In addition, an E-type induction device for inducing the cooling oil flow is provided in the hollow space so that the cooling oil starts from the first longitudinal hole, is guided along the bridge to the outer wall of the annular hollow space and then reaches the other side of the bridge along the annular ring Flows back along the bridge, and flows back to the second longitudinal hole therethrough. In such a configuration, a rectangular space is hardly formed. Thus, improved cooling of the valve disc and valve stem and improved lubrication of the valve stem are realized, thereby extending the component durability life. In addition, improved cooling of the valve discs allows for an increase in the combustion temperature, thereby resulting in improved exhaust gas levels of the internal combustion engine and increased power output.

종속 청구항들 및 첨부 도면들과 관련된 이후의 실시예에 관한 설명으로부터 본 발명의 또 다른 이점들, 특징들, 및 이용 가능성이 분명해질 것이다. 첨부 도면들은 부분적으로 개략화되어 도시되어 있다.Further advantages, features, and possibilities of the present invention will become apparent from the following description of embodiments with reference to the dependent claims and the accompanying drawings. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings are shown in somewhat simplified form.

도 1a는 예시적인 실린더 헤드 장치(1)의 일부, 특히 실린더 헤드의 가이드(2)에 장착되는 배기 밸브(5)의 단면도를 나타낸 것이다. 배기 밸브(5)의 길이 방향 축과 평행하게 제1 길이 방향 구멍(11)과 제2 길이 방향 구멍(12)이 배치되는데, 그 제1 및 제2 길이 방향 구멍들(11, 12)은 양측으로 밸브 디스크(6)의 구역에 배치된 중공 공간(13)으로 개방된다. 배기 밸브(5)의 밸브 디스크(6)에 형성된 중공 공간(13)은 밸브 디스크(6)에 압입되는 커버(19)에 연접된다.1A shows a cross-sectional view of a part of an exemplary cylinder head device 1, particularly an exhaust valve 5 mounted on a guide 2 of a cylinder head. A first longitudinal hole 11 and a second longitudinal hole 12 are arranged parallel to the longitudinal axis of the exhaust valve 5 and the first and second longitudinal holes 11, To the hollow space 13 disposed in the region of the valve disc 6. The hollow space 13 formed in the valve disc 6 of the exhaust valve 5 is connected to the cover 19 which is press-fitted into the valve disc 6.

밸브에서의 냉각 오일 흐름이 화살표로 지시되어 있다. 압력으로 추진되는 냉각 매체는 제1 길이 방향 구멍(11)을 통해 중공 공간의 입구 구역(15)으로 흐르고, 거기에서 유도 장치에 의해 주어지는 흐름 방향을 따라 출구 구역(16)으로 흐르며, 거기로부터 제2 길이 방향 구멍(12)을 경유하여 가열된 상태로 중공 공간의 밖으로 흘러나간다.The cooling oil flow in the valve is indicated by the arrow. The pressure-driven cooling medium flows through the first longitudinal hole 11 into the inlet section 15 of the hollow space and flows therefrom to the outlet section 16 along the flow direction given by the inductive device, 2 longitudinal holes 12 and out of the hollow space in a heated state.

도 1b는 도 1a에 도시된 B-B 절취선의 구역에서의 밸브 디스크(6)의 단면도를 나타낸 것이다. 본 도면에는, 배기 밸브(5)의 중심 길이 방향 축에 수직한 평면에서 중공 공간(13)이 환형으로 구성되는 것이 도시되어 있다. 중공 공간(13)은 환형으로 구성되는데, 환형 링은 한쪽에서 브리지(21)에 의해 분할된다. 브리지(21)는 둥근 대문자 "E"자(여기서는 등 부분이 눕혀져 도시되어 있음)의 형태로 형성되는 유도 장치(20)의 일부이다. 브리지(21)는 유도 장치(20)를 중공 공간(13)의 외벽에 연결하고, 한쪽에서 그 외벽과 한데로 형성된다. 오른쪽에 도시된 유도 장치(20)의 2개의 림(limb)들 사이에 배치되는 입구 구역(15)은 브리지(21) 쪽으로 개방되고, 그에 따라 냉각 오일이 중공 공간(13)으로 유입된 후에 브리지(21)를 따라 밸브 디스크(6)의 외벽으로 흐르고, 환형으로 그 벽을 따라 브리지(21)의 반대편 벽에 도달할 때까지 시계 방향으로 안내되고, 이어서 오일이 그 반대편 벽에서 출구 구역(16)으로 흐르며, 거기로부터 제1 길이 방향 구멍(12)을 경유하여 제2 환형 챔버로 유출된다.Figure 1b shows a cross-sectional view of the valve disc 6 in the region of the B-B perforation shown in Figure la. This figure shows that the hollow space 13 is formed in an annular shape in a plane perpendicular to the center longitudinal axis of the exhaust valve 5. The hollow space 13 is formed in an annular shape in which the annular ring is divided by the bridge 21 on one side. The bridge 21 is part of an inductive device 20 formed in the form of a rounded uppercase "E" The bridge 21 connects the induction device 20 to the outer wall of the hollow space 13 and is formed integrally with the outer wall on one side. The inlet section 15 disposed between the two limbs of the induction device 20 shown on the right opens to the bridge 21 so that the cooling oil flows into the hollow space 13, To the outer wall of the valve disc 6 along the wall 21 and to the opposite wall of the bridge 21 along its wall annularly and then the oil is guided clockwise through the exit zone 16 And flows out from there to the second annular chamber via the first longitudinal hole 12.

도 2는 밸브로의 냉각 오일의 공급 및 밸브로부터의 냉각 오일의 반출이 이뤄지는 실린더 헤드 장치(1)의 구역의 단면도를 나타낸 것이다. 압력으로 추진되 는 냉각 오일은 냉각 오일 채널 조립체(14)로부터 냉각 오일 공급 채널(17)을 경유하여 제1 환형 챔버(31)에 도달하는데, 그 제1 환형 챔버(31)는 제1 길이 방향 구멍(11)에 연결되어 있다. 여기서, 제1 환형 챔버(31)는 전체의 밸브 리프트 동안 냉각 오일 공급 채널(17)에 직접 연결되도록 배치된다. 상단 위치로 도시되어 있는, 밸브에 배치된 제1 환형 챔버의 이동 구역 밖에서는, 가이드와 밸브 사이의 구역이 O-링(35)에 의해 밀봉되어 냉각 오일의 누출을 방지한다.Fig. 2 shows a cross-sectional view of a region of the cylinder head device 1 in which cooling oil is supplied to the valve and the cooling oil is discharged from the valve. The pressure-driven cooling oil reaches the first annular chamber 31 from the cooling oil channel assembly 14 via the cooling oil supply channel 17, which first annular chamber 31 has a first longitudinal hole < RTI ID = 0.0 > (Not shown). Here, the first annular chamber 31 is arranged to be connected directly to the cooling oil supply channel 17 during the entire valve lift. Outside the travel zone of the first annular chamber disposed in the valve, shown in the upper position, the area between the guide and the valve is sealed by O-ring 35 to prevent leakage of cooling oil.

냉각 오일 반출 채널(18)은 실린더 헤드 하우징의 내부에 장착된 냉각 오일 공급부의 위에 배치된다. 여기서도 역시, 제2 환형 챔버(32)의 이동 구역은 O-링(35)에 의해 밀봉되어 냉각 오일의 누출을 방지한다.The cooling oil discharge channel 18 is disposed above the cooling oil supply portion mounted inside the cylinder head housing. Again, the moving area of the second annular chamber 32 is sealed by the O-ring 35 to prevent leakage of cooling oil.

2개의 환형 챔버들(31 및 32)의 높이 및 배치는 밸브(6)의 리프트 이동 동안 그들 챔버들이 연속적으로 냉각 오일 공급 채널(17) 또는 냉각 오일 반출 채널(18)에 연결되도록 선택된다.The height and the arrangement of the two annular chambers 31 and 32 are selected so that their chambers are continuously connected to the cooling oil supply channel 17 or the cooling oil discharge channel 18 during the lift movement of the valve 6.

본 예시적인 실시 양태에서는, 냉각 오일 채널 조립체(14)에 압력 하에 있는 냉각 오일이 항상 추진되고, 그에 따라 제1 길이 방향 구멍(11)으로부터 밸브 디스크(6)에 있는 중공 공간(13)을 경유하여 제2 길이 방향 구멍(12)으로의 연속적인 냉각 오일 흐름이 형성되는 동시에, 밸브 디스크(6)의 연속적인 냉각이 이뤄지게 된다.In this exemplary embodiment cooling oil under pressure is always propelled into the cooling oil channel assembly 14 so that the hollow space 13 in the valve disc 6 from the first longitudinal bore 11 And a continuous cooling oil flow to the second longitudinal hole 12 is formed, while the continuous cooling of the valve disc 6 is effected.

도 1a는 본 발명에 따른 실린더 헤드 장치의 예시적 실시 양태의 배기 밸브의 구역에서의 단면도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1A is a cross-sectional view of a section of an exhaust valve in an exemplary embodiment of a cylinder head apparatus according to the present invention. FIG.

도 1b는 도 1a의 배기 밸브의 B-B 절취선의 구역에서의 단면도.1B is a sectional view in the region of the B-B perforation line of the exhaust valve of FIG. 1A;

도 2는 본 발명에 따른 실린더 헤드 장치의 배기 밸브의 가이드의 단면도.2 is a sectional view of a guide of an exhaust valve of a cylinder head device according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>Description of the Related Art

1: 실린더 헤드 장치 2: 가이드 1: cylinder head device 2: guide

5: 밸브 6: 밸브 디스크 5: Valve 6: Valve disk

11: 제1 길이 방향 구멍 12: 제2 길이 방향 구멍 11: first longitudinal hole 12: second longitudinal hole

13: 중공 공간 14: 냉각 오일 채널 조립체 13: hollow space 14: cooling oil channel assembly

15: 공급 공간 16: 반출 공간15: Supply space 16: Discharge space

17: 냉각 오일 공급 채널 18: 냉각 오일 반출 채널17: cooling oil supply channel 18: cooling oil discharge channel

19: 커버 20: 유도 장치 19: Cover 20: Induction device

21: 브리지 31: 제1 환형 챔버 21: bridge 31: first annular chamber

32: 제2 환형 챔버 35: O-링32: second annular chamber 35: O-ring

Claims

As a cylinder head device 1,

At least one intake channel and at least one exhaust channel that can be closed by one or more intake valves and one or more exhaust valves (5);

A cooling oil channel assembly (14) having at least one cooling oil supply channel (17) for supplying pressure-driven cooling oil,

At least one first annular chamber (31) between the stem of the at least one intake valve or exhaust valve (5) and the guide (2) and connected to the at least one cooling oil supply channel (17)

A cylinder head device comprising at least one intake valve or at least one second annular chamber (32) between a stem of an exhaust valve (5) and a guide (2) and connected to at least one cooling oil take-off channel (18)

The height of the first annular chamber 31 and the second annular chamber 32 is not less than the height of the valve lift,

The first annular chamber 31 is connected to a first longitudinal bore 11 disposed in the valve stem to deliver cooling oil to the valve disc 6 through the valve stem,

The valve disc 6 comprises a hollow space 13 extending over the majority of the disc surface and having a plane which is perpendicular to the axis of the stem of the at least one intake valve and the at least one exhaust valve 5, And an induction device (20) for inducing the cooling oil flow in the circumferential direction along the axis

A second longitudinal hole 12 disposed in the valve stem is connected to the second annular chamber 32 to deliver cooling oil from the hollow space 13 to the cooling oil takeout channel 18,

The induction device 20 includes a bridge 21 connecting the induction device 20 and the wall of the hollow space 13 and is connected to the inlet of the hollow space 13 from the first longitudinal hole 11, The cooling oil supplied to the zone 15 is guided along one edge of the bridge 21 to the wall of the hollow space 13 and then the cooling oil is induced in the circumferential direction along the wall of the hollow space 13, The cooling oil is then directed along the other edge of the bridge (21) to the outlet area (16) of the hollow space (13) which is connected to the second longitudinal hole (12) .

The cylinder head apparatus according to claim 1, wherein the hollow space (13) covers an area of 35% or more of the valve disc surface in a plane perpendicular to the valve axis.

The cylinder head device according to claim 1 or 2, wherein the hollow space (13) is formed in an annular shape in a plane perpendicular to the valve axis.

The cylinder head apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that cooling oil flows continuously through the cooling oil channel assembly.

A cylinder head device according to claim 1 or 2, characterized in that the hollow space (13) is closed by a cover (19) fitted in the valve (5).

6. The cylinder head apparatus according to claim 5, wherein the fitting cover (19) has an induction device (20) on a side facing the hollow space.

The cylinder head apparatus according to claim 1 or 2, wherein the first annular chamber (31) is formed in one or both of a valve stem and a guide of the cylinder head device (1).

3. A cylinder head apparatus according to claim 1 or 2, wherein the second annular chamber (32) is formed in one or both of a valve stem and a guide of the cylinder head device (1).

3. A valve according to claim 1 or 2, characterized in that at least one of the first annular chamber (31) and the second annular chamber (32) or both of them is sealed upward and downward in the valve movement direction Head device.

3. A cylinder head device according to claim 1 or 2, characterized in that the second annular chamber (32) is arranged above the first annular chamber (31) in the valve closing direction.

The cylinder head apparatus according to claim 1 or 2, wherein the cooling oil is supplied to the engine oil circuit from the cooling oil discharge channel (18).