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EP0627547A1 - Zylinderkopf für eine ventilgesteuerte Brennkraftmaschine - Google Patents

Zylinderkopf für eine ventilgesteuerte Brennkraftmaschine Download PDF

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Publication number
EP0627547A1
EP0627547A1 EP94108022A EP94108022A EP0627547A1 EP 0627547 A1 EP0627547 A1 EP 0627547A1 EP 94108022 A EP94108022 A EP 94108022A EP 94108022 A EP94108022 A EP 94108022A EP 0627547 A1 EP0627547 A1 EP 0627547A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cylinder head
insert
valve
gas exchange
fuselage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP94108022A
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English (en)
French (fr)
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EP0627547B1 (de
Inventor
Uwe Dieter Dipl.-Ing. Grebe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Adam Opel GmbH
Stellantis Espana SL
Original Assignee
Adam Opel GmbH
General Motors Espana SL
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Adam Opel GmbH, General Motors Espana SL filed Critical Adam Opel GmbH
Publication of EP0627547A1 publication Critical patent/EP0627547A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0627547B1 publication Critical patent/EP0627547B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L3/00—Lift-valve, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces; Parts or accessories thereof
    • F01L3/08—Valves guides; Sealing of valve stem, e.g. sealing by lubricant
    • F01L3/085—Valve cages
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24—Cylinder heads
    • F02F1/26—Cylinder heads having cooling means
    • F02F1/36—Cylinder heads having cooling means for liquid cooling
    • F02F1/38—Cylinder heads having cooling means for liquid cooling the cylinder heads being of overhead valve type
    • 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
    • F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
    • F02B2275/18—DOHC [Double overhead camshaft]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24—Cylinder heads
    • F02F2001/241—Cylinder heads specially adapted to pent roof shape of the combustion chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24—Cylinder heads
    • F02F2001/244—Arrangement of valve stems in cylinder heads
    • F02F2001/245—Arrangement of valve stems in cylinder heads the valve stems being orientated at an angle with the cylinder axis

Definitions

  • the invention relates to a cylinder head for a valve-controlled internal combustion engine, in which at least one of the gas exchange channels near its mouth region is formed by an insert located in the cylinder head and the channel opening can be closed by means of a poppet valve.
  • Such a cylinder head is described in DE-OS 33 27 948.
  • a wedge-shaped compression chamber is formed in that the valve plates form an essential part of the side surfaces of this compression chamber. Since this means that the valves can no longer be used from the compression chamber, at least one opening is provided in the cylinder head, which leads from the outside through the side wall of the compression chamber.
  • a sealed housing is inserted from the outside into the opening, in which a controllable valve is guided and in which the inlet and outlet channels are incorporated.
  • the object of the present invention is to provide a cylinder head for a valve-controlled internal combustion engine, in which at least the mouth areas of the gas exchange channels can be produced outside the cylinder head and inserted into the cylinder head, but the fuselage of the cylinder head can remain a unit, so that the coolant channels and the Oil channels run in the usual way within a block.
  • the invention sets itself the task of making such a cylinder head easier and cheaper to manufacture.
  • this object is achieved in that the area near the mouth of one or more gas exchange channels in a cylindrical or conical or prismatic or pyramidal shape with its longitudinal axis in a plane parallel or congruent with the longitudinal axis of the gas exchange valve or in a corresponding bore of the
  • the fuselage of the cylinder head insert runs, with each area of these gas exchange channels near the mouth entering the insert laterally, exiting at the end facing the combustion chamber, and the plate of the gas exchange valve being arranged centrally to this outlet opening.
  • the insert can be arranged in a tubular manner above the region of the gas exchange duct close to the mouth, around a valve guide connected to the fuselage of the cylinder head.
  • the insert can also form a valve guide above the region of the gas exchange duct close to the mouth, the insert being supported against a base in the fuselage of the cylinder head which supports the valve spring.
  • valve stem guide is integrated in the insert.
  • an optimal friction pairing on the valve stem guide can be achieved.
  • the valve stem seal can also be connected to the insert in such a way that there are advantages due to the better mounting option outside the cylinder head.
  • the insert can form a valve guide above the region of the gas exchange duct close to the mouth and carry the valve springs with its upper end face, the insert being supported on a circumferential step of the bore in the fuselage of the cylinder head.
  • Such an embodiment of the invention makes it possible to pre-assemble the insert and thus the precisely machined opening area of the gas exchange channel together with the associated gas exchange valve and its valve springs including the valve stem guide and valve stem seal outside the cylinder head to form a valve module.
  • This valve module can be prepared in a specialized production, so that it can then be mounted with great efficiency when assembling the cylinder head with the fuselage of the cylinder head.
  • a valve seat ring known per se can be arranged between the sealing surfaces of the plate of the gas exchange valve and the insert and held in the fuselage of the cylinder head.
  • valve seat ring Due to the arrangement of a valve seat ring known per se, which is included in a pre-assembled valve module between the valve and the insert in the module, a stable sealing behavior of the valves can be achieved even with difficult engine operation. By selecting suitable materials for the application, however, a special valve seat ring can also be dispensed with.
  • the regions near the mouth of a plurality of gas exchange channels located in a row are arranged in a common insert.
  • the gas exchange valves controlling these gas exchange channels can also be guided in the insert.
  • Such an insert can also be preassembled with the gas exchange valves as a module, in which case the central axes of the valves can then be arranged independently of the central axis of the insert.
  • both intake valves surrounded by an insert.
  • These two inlet valves can be arranged parallel to one another, but they can also form an angle with one another.
  • the fuselage 1 of the cylinder head is cut in the area of two gas exchange channels 2 and 3.
  • the gas exchange channel 2 is formed in the usual way over the entire length of the fuselage 1, that is to say it is subject to the usual casting tolerances.
  • the gas exchange duct 3, is formed only in its upper straight region 4 by the casting of the fuselage 1, while the lower region 5 near the mouth runs in an insert 6, which is provided as a cylindrical part in a cylindrical part in the fuselage 1 of the cylinder head, coaxial to the longitudinal axis of a the gas exchange channel 3 controlling gas exchange valve 7 extending bore is arranged.
  • the gas exchange duct 3 enters the insert 6 laterally and exits again on the end face 9 of the insert 6 facing the combustion chamber 8 of the internal combustion engine.
  • the insert 6 is tubular above the part of the gas exchange duct 3 running in it.
  • This tubular part 10 encloses the receptacle 11 of the valve stem guide bush 12 formed by the fuselage 1 of the cylinder head.
  • An upper edge 13 of the insert 6 lies against a bottom 14 between the bore 6 receiving the insert 6 and the oil space 15 of the cylinder head.
  • the outer edge 16 of the end face 9 of the insert 6 is covered by a valve seat ring 17, against which the valve disk rests when the gas exchange valve 7 is closed.
  • the valve seat ring 17 is shrunk in the usual manner in the fuselage 1 of the cylinder head.
  • the gas exchange duct 3 can be produced in its straight region 4 by a simply shaped cast core. If necessary, this can Area 4 can also be reworked relatively easily.
  • the area 5 of the gas exchange channel 3 near the mouth can be manufactured together with the insert 6 outside the cylinder head by, for. B. the insert 6 is designed as a metal sintered part or ceramic part. In this way, the area 5 of the gas exchange channel 3 close to the mouth can also be precisely manufactured in a cost-effective manner.
  • the bore for receiving the insert 6 in the fuselage 1 of the cylinder head can be machined relatively easily from the side of the combustion chamber 8 together with the receptacle for the valve seat ring 17.
  • the insert 6 ' also forms the valve stem guide 12', so that the casting forming the fuselage 1 of the cylinder head can be made simpler and the assembly of the cylinder head is also simplified.
  • the insert 6 ' also forms the valve seat, so that a separate valve seat ring can be dispensed with.
  • a further simplification is achieved in particular for the assembly of the cylinder head.
  • the insert 6 ′′ projects with its upper end face 18 up to the oil space 15, while an upper edge 13 ′ is supported on a step 19 of the bore for receiving the insert 6 ′′.
  • the valve spring 20 can thus be supported directly on the insert 6 ′′ and the insert 6 ′′ can be preassembled together with the gas exchange valve 7, the valve spring 20, the spring plate 21 with the spring plate wedges 22 and a valve stem seal (not shown) in the bore in the fuselage 1 of the cylinder head.
  • valve module it is thus possible to provide a preassembled valve module together with the region 5 of a gas exchange duct 3 close to the mouth, which further reduces the manufacturing outlay when assembling the cylinder head compared to the previously described embodiments.
  • a separate valve seat ring can also be provided, which is then inserted between gas exchange valve 7 and insert 6 '' during the pre-assembly.
  • the valve seat can also be formed by the insert 6 ′′.
  • An insert 6, 6 ', 6' 'according to the invention will be used in particular with inlet ducts; but it is also applicable to exhaust ports, so that a cylinder head according to the invention, each with an insert 6, 6 ', 6' 'on one or more intake ports, on one or more exhaust ports or on both intake and exhaust ports is executable.
  • a large number of further exemplary embodiments are conceivable for the invention, for example by B.
  • two mouth areas of separate inlet channels of a cylinder are arranged in a prismatic insert, in which the associated two gas exchange valves can then be pre-assembled with their valve springs.
  • the invention creates the prerequisites to manufacture a cylinder head with relatively simple means so that the charge interaction efficiency as a factor of the overall efficiency of an internal combustion engine achieves a good value due to the high fluidic quality of the charge exchange channels even in the difficult transition between the straight channel section and the valve seat.
  • Primary molding processes can be used for the production of the entire channel course, ie production can be carried out at low cost, since no manual mechanical reworking in the channel course is required.
  • the Insert 6, 6 ', 6'' can be manufactured as a sintered part, whereby a gradient material can be used in a manner known per se with which high hardness can be achieved in the area of the valve seat and good bearing properties in the area of the valve guide.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Zylinderkopf, bei dem der mündungsnahe Bereich (5) eines oder mehrerer Gaswechselkanäle (3) durch einen Einsatz (6'') gebildet wird, der sich koaxial zum Gaswechselventil (7) erstreckt. Damit kann der mündungsnahe Bereich (5) des Gaswechselkanals (3) sehr genau und trotzdem kostengünstig, z. B. durch Sintern des Einsatzes (6''), hergestellt werden. Der Einsatz (6'') bildet auch die Ventilführung (12'). Auf dem Einsatz (6'') stützt sich die Ventilfeder (20) ab. Damit ist es möglich, außerhalb des Zylinderkopfes einen Ventilmodul vorzumontieren, welcher das Gaswechselventil (7), die Ventilfeder (20), den Federteller (21), die Federtellerkeile (22), die Ventilschaftabdichtung und evtl. auch den Ventilsitzring (17) umfaßt. Damit ergibt sich neben einer exakten Kanalgeometrie als zusätzlicher Vorteil eine Kostenreduzierung bei der Zylinderkopfmontage. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Zylinderkopf für eine ventilgesteuerte Brennkraftmaschine, bei dem zumindest einer der Gaswechselkanäle nahe seines Mündungsbereiches durch einen im Zylinderkopf befindlichen Einsatz gebildet ist und die Kanalöffnung mittels eines Tellerventils verschließbar ist.
  • Ein derartiger Zylinderkopf ist mit DE-OS 33 27 948 beschrieben. Bei diesem bekannten Zylinderkopf wird eine keilförmige Verdichtungskammer dadurch gebildet, daß die Ventilteller einen wesentlichen Teil der Seitenflächen dieser Verdichtungskammer bilden. Da dadurch die Ventile nicht mehr von der Verdichtungskammer her eingesetzt werden können, ist im Zylinderkopf zumindest eine Öffnung vorgesehen, die von außen durch die Seitenwand der Verdichtungskammer führt. In die Öffnung ist von außen her ein Gehäuse abgedichtet eingesetzt, in dem ein steuerbares Ventil geführt ist und in dem der Ein- bzw. Auslaßkanal eingearbeitet ist.
  • Bei einem solchen Zylinderkopf ergeben sich erhebliche Probleme bei der Führung von Kühlmittelkanälen, da diese die Dichtungsfläche zwischen Zylinderkopf und eingesetztem Gehäuse durchbrechen. Da das Gehäuse von außen her in den Zylinderkopf eingesetzt werden muß, bedarf es auch besonderer Vorkehrungen für die Steuerung des im Gehäuse eingesetzten Ventils, da die Ventilsteuerung zwangsläufig noch oberhalb des Ventilschaftes angeordnet werden muß.
  • Ein Motor mit einem solchen Zylinderkopf ist daher kompliziert im Aufbau und teuer in der Fertigung. Funktionelle Vorteile, die über die angestrebte Keilform des Brennraumes hinausgehen, können damit nicht erzielt werden.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Zylinderkopf für eine ventilgesteuerte Brennkraftmaschine zu schaffen, bei dem zumindest die Mündungsbereiche der Gaswechselkanäle außerhalb des Zylinderkopfes herstellbar und in den Zylinderkopf einsetzbar sind, der Rumpf des Zylinderkopfes aber eine Einheit bleiben kann, so daß die Kühlmittelkanäle sowie die Ölkanäle in üblicher Weise innerhalb eines Blockes verlaufen. Darüber hinaus setzt sich die Erfindung die Aufgabe, einen solchen Zylinderkopf einfacher und billiger herstellbar zu gestalten.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der mündungsnahe Bereich jeweils eines oder mehrerer Gaswechselkanäle in einem zylindrischen oder kegligen bzw. prismatischen oder pyramidenförmigen sich mit seiner Längsachse in einer Ebene parallel oder deckungsgleich mit der Längsachse des bzw. der Gaswechselventile erstreckenden in einer entsprechenden Bohrung des Rumpfes des Zylinderkopfes befindlichen Einsatz verläuft, wobei jeder mündungsnahe Bereich dieser Gaswechselkanäle seitlich in den Einsatz eintritt, an dessen zum Brennraum hin gerichteten Stirnseite austritt und zentrisch zu dieser Austrittsöffnung der Teller des Gaswechselventils angeordnet ist.
  • Der Einsatz kann oberhalb des in ihm verlaufenden mündungsnahen Bereichs des Gaswechselkanals rohrförmig um eine mit dem Rumpf des Zylinderkopfes verbundene Ventilführung angeordnet sein.
  • Damit kann mit dem Vorteil der exakten außerhalb des Zylinderkopfes bearbeitbaren Kanalführung im Mündungsbereich der Gaswechselkanäle die übliche und bewährte Ventilschaftführung sowie Ventilschaftabdichtung bekannter Zylinderköpfe übernommen werden.
  • Der Einsatz kann aber auch oberhalb des in ihm verlaufenden mündungsnahen Bereiches des Gaswechselkanals eine Ventilführung bilden, wobei sich der Einsatz gegen einen die Ventilfeder tragenden Boden im Rumpf des Zylinderkopfes abstützt.
  • Bei einer solchen Ausführung ist die Ventilschaftführung in den Einsatz integriert. Durch richtige Auswahl von Werkstoffen kann somit eine optimale Reibpaarung an der Ventilschaftführung erreicht werden. Auch die Ventilschaftabdichtung kann dabei so mit dem Einsatz verbunden werden, daß infolge der besseren Montagemöglichkeit außerhalb des Zylinderkopfes Vorteile eintreten.
  • In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann der Einsatz oberhalb des in ihm verlaufenden mündungsnahen Bereichs des Gaswechselkanals eine Ventilführung bilden und mit seiner oberen Stirnseite die Ventilfedern tragen, wobei sich der Einsatz an einer umlaufenden Stufe der Bohrung im Rumpf des Zylinderkopfes abstützt.
  • Eine solche Ausführung der Erfindung ermöglicht es, den Einsatz und damit den genau bearbeiteten Mündungsbereich des Gaswechselkanals zusammen mit dem zugehörigen Gaswechselventil und dessen Ventilfedern einschließlich der Ventilschaftführung und Ventilschaftabdichtung außerhalb des Zylinderkopfes zu einem Ventilmodul vorzumontieren. Dieser Ventilmodul kann in einer spezialisierten Fertigung vorbereitet werden, um dann bei der Montage des Zylinderkopfes mit dem Rumpf des Zylinderkopfes mit hoher Effektivität montiert werden zu können.
  • Zwischen den Dichtflächen des Tellers des Gaswechselventils sowie dem Einsatz kann ein an sich bekannter Ventilsitzring angeordnet und im Rumpf des Zylinderkopfes gehalten sein.
  • Durch die Anordnung eines an sich bekannten Ventilsitzringes, der bei einem vormontierten Ventilmodul zwischen Ventil und Einsatz im Modul mit einbezogen ist, kann auch bei schwierigem Motorbetrieb ein standfestes Dichtverhalten der Ventile erreicht werden. Durch Auswahl geeigneter Werkstoffe für den Einsatz kann jedoch auch auf einen besonderen Ventilsitzring verzichtet werden.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die mündungsnahen Bereiche mehrerer in einer Reihe befindlicher Gaswechselkanäle in einem gemeinsamen Einsatz angeordnet. In einem solchen Fall können auch die diese Gaswechselkanäle steuernden Gaswechselventile in dem Einsatz geführt sein. Ein solcher Einsatz kann auch mit den Gaswechselventilen als Modul vormontiert sein, wobei dann die Mittelachsen der Ventile unabhängig von der Mittelachse des Einsatzes angeordnet sein können.
  • Bei einem solchen Zylinderkopf können z. B. bei Anordnung von zwei Einlaßventilen pro Zylinder beide Einlaßventile von einem Einsatz umgeben sein. Diese beiden Einlaßventile können parallel zueinander angeordnet sein, sie können aber auch einen Winkel miteinander einschließen. Es ist auch möglich, bei einer solchen Ausführungsart der Erfindung den Einsatz mit den in ihm verlaufenden mündungsnahen Bereichen mehrerer Gaswechselkanäle und den dazugehörigen Gaswechselventilen einschließlich der zugehörigen Ventilfedern als Modul außerhalb des Zylinderkopfes vorzumontieren und dann als Ganzes in den Rumpf des Zylinderkopfes einzusetzen.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend anhand von Zeichnungen näher beschrieben.
  • Die Fig. 1 bis 3 zeigen jeweils einen erfindungsgemäßen Zylinderkopf im Schnitt, wobei die Einsätze und die Ventilschaftführungen unterschiedlich ausgestaltet sind. Der Rumpf 1 des Zylinderkopfes ist im Bereich zweier Gaswechselkanäle 2 und 3 geschnitten. Der Gaswechselkanal 2 ist in üblicher Weise über die gesamte Länge vom Rumpf 1 gebildet, also mit den üblichen gußtechnischen Toleranzen behaftet. Der Gaswechselkanal 3 dagegen ist nur in seinem oberen gerade verlaufenden Bereich 4 vom Gußteil des Rumpfes 1 gebildet, während der untere mündungsnahe Bereich 5 in einem Einsatz 6 verläuft, welcher als zylindrisches Teil in einer zylindrischen im Rumpf 1 des Zylinderkopfes vorgesehenen, koaxial zur Längsachse eines den Gaswechselkanal 3 steuernden Gaswechselventils 7 verlaufenden Bohrung angeordnet ist. Dabei tritt der Gaswechselkanal 3 seitlich in den Einsatz 6 ein und an der zum Brennraum 8 der Brennkraftmaschine gerichteten Stirnseite 9 des Einsatzes 6 wieder aus.
  • Bei der Ausführung nach Fig. 1 ist der Einsatz 6 oberhalb des in ihm verlaufenden Teils des Gaswechselkanals 3 rohrförmig ausgebildet. Dieser rohrförmige Teil 10 umfängt die vom Rumpf 1 des Zylinderkopfes gebildete Aufnahme 11 der Ventilschaftführungsbüchse 12. Eine obere Kante 13 des Einsatzes 6 liegt an einem Boden 14 zwischen der den Einsatz 6 aufnehmenden Bohrung sowie dem Ölraum 15 des Zylinderkopfes an. Die äußere Kante 16 der Stirnseite 9 des Einsatzes 6 ist bei diesem Ausführungsbeispiel durch einen Ventilsitzring 17 abgedeckt, an dem bei geschlossenem Gaswechselventil 7 der Ventilteller anliegt. Der Ventilsitzring 17 ist in üblicher Weise im Rumpf 1 des Zylinderkopfes eingeschrumpft. Bei einem solchen Zylinderkopf kann der Gaswechselkanal 3 in seinem gerade verlaufenden Bereich 4 durch einen einfach geformten Gußkern hergestellt werden. Bei Erfordernis kann dieser Bereich 4 auch relativ einfach spangebend nachgearbeitet werden. Der mündungsnahe Bereich 5 des Gaswechselkanals 3 kann zusammen mit dem Einsatz 6 außerhalb des Zylinderkopfes gefertigt werden, indem z. B. der Einsatz 6 als Metallsinterteil oder Keramikteil ausgeführt ist. Damit kann auch der mündungsnahe Bereich 5 des Gaswechselkanals 3 auf kostengünstige Art genau gefertigt werden. Die Bohrung zur Aufnahme des Einsatzes 6 im Rumpf 1 des Zylinderkopfes ist relativ einfach von der Seite des Brennraumes 8 her zusammen mit der Aufnahme für den Ventilsitzring 17 bearbeitbar.
  • Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 bildet der Einsatz 6' auch die Ventilschaftführung 12', so daß das den Rumpf 1 des Zylinderkopfes bildende Gußteil einfacher gestaltet werden kann und auch die Montage des Zylinderkopfes vereinfacht wird. Hier bildet der Einsatz 6' auch den Ventilsitz, so daß auf einen gesonderten Ventilsitzring verzichtet werden kann.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 wird eine weitere Vereinfachung insbesondere für die Montage des Zylinderkopfes erreicht. Der Einsatz 6'' ragt mit seiner oberen Stirnseite 18 bis zum Ölraum 15, während sich eine obere Kante 13' an einer Stufe 19 der Bohrung zur Aufnahme des Einsatzes 6'' abstützt. Damit kann sich die Ventilfeder 20 unmittelbar auf dem Einsatz 6'' abstützen und der Einsatz 6'' kann zusammen mit dem Gaswechselventil 7, der Ventilfeder 20, dem Federteller 21 mit den Federtellerkeilen 22 sowie einer nicht dargestellten Ventilschaftabdichtung vormontiert in die Bohrung im Rumpf 1 des Zylinderkopfes eingepreßt werden. Es ist so möglich, zusammen mit dem mündungsnahen Bereich 5 eines Gaswechselkanals 3 einen vormontierten Ventilmodul bereitzustellen, welcher den Fertigungsaufwand bei der Montage des Zylinderkopfes gegenüber den vorher beschriebenen Ausführungen weiter reduziert. Bei einem solchen Ventilmodul kann selbstverständlich auch ein separater Ventilsitzring vorgesehen sein, der dann bei der Vormontage zwischen Gaswechselventil 7 und Einsatz 6'' eingelegt wird. Der Ventilsitz kann jedoch auch vom Einsatz 6'' gebildet sein.
  • Ein Einsatz 6, 6', 6'' nach der Erfindung wird insbesondere bei Einlaßkanälen angewendet werden; er ist aber ebenso bei Auslaßkanälen anwendbar, so daß ein Zylinderkopf nach der Erfindung sowohl mit jeweils einem Einsatz 6, 6', 6'' an einem oder an mehreren Einlaßkanälen, an einem oder an mehreren Auslaßkanälen oder sowohl an Einlaß- als auch an Auslaßkanälen ausführbar ist.
  • Für die Erfindung sind eine Vielzahl weiterer Ausführungsbeispiele denkbar, indem z. B. zwei mündungsnahe Bereiche von getrennten Einlaßkanälen eines Zylinders in einem prismatisch gestalteten Einsatz angeordnet sind, in dem dann auch noch die dazugehörigen beiden Gaswechselventile mit ihren Ventilfedern vormontiert sein können.
  • Weitere Varianten ergeben sich dadurch, daß der Einsatz kegelförmig ausgeführt ist. Damit kann die Menge des gegenüber dem Rumpfmaterial wertvolleren Materials für den Einsatz reduziert werden.
  • Die Erfindung schafft die Voraussetzungen, einen Zylinderkopf mit relativ einfachen Mitteln so zu fertigen, daß der Ladungswechselwirkungsgrad als Faktor des Gesamtwirkungsgrades einer Brennkraftmaschine durch hohe strömungstechnische Güte der Ladungswechselkanäle auch im schwierigen Übergang zwischen gerade verlaufendem Kanalabschnitt und Ventilsitz einen guten Wert erreicht. Dabei können für die Fertigung des gesamten Kanalverlaufs Urformverfahren eingesetzt werden, d. h. die Fertigung kann mit geringen Kosten erfolgen, da keine manuelle mechanische Nacharbeit im Kanalverlauf erforderlich ist. Der Einsatz 6, 6', 6'' kann als Sinterteil hergestellt werden, wobei in an sich bekannter Weise ein Gradientenwerkstoff Verwendung finden kann, mit dem im Bereich des Ventilsitzes hohe Härte und im Bereich der Ventilführung gute Lagereigenschaften realisiert werden können.

Claims (6)

  1. Zylinderkopf für eine ventilgesteuerte Brennkraftmaschine, bei dem zumindest einer der Gaswechselkanäle im mündungsnahen Bereich durch einen im Zylinderkopf befindlichen Einsatz gebildet ist und die Kanalöffnung mittels eines als Tellerventil ausgebildeten Gaswechselventils verschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der mündungsnahe Bereich (5) jeweils eines oder mehreren Gaswechselkanäle (3) in einem zylindrischen oder kegligen bzw. prismatischen oder pyramidenförmigen sich mit seiner Längsachse in einer Ebene parallel oder deckungsgleich mit der Längsachse des bzw. der Gaswechselventile (7) erstreckenden in einer entsprechenden Bohrung des Rumpfes (1) des Zylinderkopfes befindlichen Einsatz (6, 6', 6'') verläuft, wobei jeder mündungsnahe Bereich (5) dieser Gaswechselkanäle (3) seitlich in den Einsatz (6, 6', 6'') eintritt und an dessen zum Brennraum (8) hin gerichteten Stirnseite (9) austritt, wobei zentrisch zu dieser Austrittsöffnung der Teller des Gaswechselventils (7) angeordnet ist.
  2. Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (6) oberhalb des in ihm verlaufenden mündungsnahen Bereiches (5) des Gaswechselkanals (3) rohrförmig um eine mit dem Rumpf (1) des Zylinderkopfes verbundene Ventilführung (12) angeordnet ist.
  3. Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (6') oberhalb des in ihm verlaufenden mündungsnahen Bereiches (5) des Gaswechselkanals (3) eine Ventilführung (12') bildet, wobei sich der Einsatz (6') gegen einen Boden (14) im Rumpf (1) des Zylinderkopfes abstützt.
  4. Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (6'') oberhalb des in ihm verlaufenden mündungsnahen Bereiches (5) des Gaswechselkanals (3) eine Ventilführung (12') bildet und mit seiner oberen Stirnseite (18) die Ventilfeder (20) trägt, wobei sich der Einsatz (6'') an einer umlaufenden Stufe (19) der Bohrung im Rumpf (1) des Zylinderkopfes abstützt.
  5. Zylinderkopf nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Dichtflächen des Tellers des Gaswechselventils (3) sowie dem Einsatz (6, 6', 6'') ein Ventilsitzring (17) angeordnet und im Rumpf (1) des Zylinderkopfes gehalten ist.
  6. Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Einsatz mehrere mündungsnahe Bereiche von in einer Reihe angeordneten Gaswechselkanälen verlaufen.
EP94108022A 1993-06-03 1994-05-25 Zylinderkopf für eine ventilgesteuerte Brennkraftmaschine Expired - Lifetime EP0627547B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4318462 1993-06-03
DE4318462A DE4318462A1 (de) 1993-06-03 1993-06-03 Zylinderkopf für eine ventilgesteuerte Brennkraftmaschine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0627547A1 true EP0627547A1 (de) 1994-12-07
EP0627547B1 EP0627547B1 (de) 1997-08-06

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ID=6489555

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP94108022A Expired - Lifetime EP0627547B1 (de) 1993-06-03 1994-05-25 Zylinderkopf für eine ventilgesteuerte Brennkraftmaschine

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP0627547B1 (de)
DE (2) DE4318462A1 (de)
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EP0744542A1 (de) 1995-05-22 1996-11-27 Dr.Ing.h.c. F. Porsche Aktiengesellschaft Zylinderkopf für eine wassergekühlte, mehrzylindrige Brennkraftmaschine
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