專利名稱：往復(fù)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種往復(fù)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，特別是涉及一種二沖程大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，它具有至少一個(gè)包括一個(gè)燃燒室的氣缸，其氣缸蓋設(shè)有一排氣閥殼體，該排氣閥殼體包括一接通燃燒室的、相對(duì)于燃燒室可借助一與排氣閥殼體上的支座部分協(xié)同操作的閥關(guān)閉的排氣通道以及一為該閥配置的導(dǎo)向裝置和操縱裝置，并且該排氣閥殼體借助穿過(guò)在圓周上設(shè)置的徑向凸出部的拉緊螺栓固定在氣缸蓋上，其中，為排氣閥殼體嵌入氣缸蓋的、包括閥座的區(qū)域和包括導(dǎo)向裝置的區(qū)域分別配置一可進(jìn)入冷卻水的、優(yōu)選為環(huán)形的冷卻通道。
該目的按照本發(fā)明這樣來(lái)達(dá)到，即為排氣閥殼體的嵌入到氣缸蓋中的區(qū)域配置的冷卻通道和為包括導(dǎo)向裝置的區(qū)域配置的冷卻通道至少在每一排氣通道附近的徑向凸出部的區(qū)域內(nèi)通過(guò)至少一個(gè)徑向設(shè)置在配置的拉緊螺栓內(nèi)部的連接管路相互接通。
所述的連接通道本身在各環(huán)形冷卻通道之間同樣起冷卻通道的作用，其必定可以排走流入排氣閥殼體的特別受危害的排氣通道附近的區(qū)域中的熱量，而防止為拉緊螺栓配置的殼體上的支承區(qū)域的導(dǎo)致拉緊螺栓過(guò)度伸長(zhǎng)的熱膨脹。按這種方式確保，始終保持拉緊螺栓的預(yù)緊力并從而在排氣閥殼體與氣缸蓋之間的可靠的密封。其中輸入由各環(huán)形的冷卻通道和各連接管路構(gòu)成的冷卻系統(tǒng)的冷卻水以有利的方式具有明顯在100℃以下的較低的溫度，從而防止冷卻系統(tǒng)內(nèi)部的汽泡形成并從而防止冷卻效果的降低。盡管如此仍可避免在排氣通道的內(nèi)表面上廢氣的露點(diǎn)溫度的降低，如其在具有環(huán)繞整個(gè)排氣通道的冷卻通道的裝置中應(yīng)該考慮的。盡管有所述的諸優(yōu)點(diǎn)但可以得到較簡(jiǎn)單的生產(chǎn)和較小的結(jié)構(gòu)重量。此外需要的表面保護(hù)絕緣是較小的。因此在突出的經(jīng)濟(jì)性方面也可看出利用本發(fā)明可達(dá)到的一些優(yōu)點(diǎn)。
其上設(shè)置的措施的有利結(jié)構(gòu)和合乎目的的進(jìn)一步構(gòu)成說(shuō)明于諸從屬權(quán)利要求中。這樣，可以合乎目的地在每一徑向凸出部的區(qū)域內(nèi)分別設(shè)置一連接管路。這導(dǎo)致在全部的凸出部的區(qū)域內(nèi)特別好的散熱，從而可以比較接近排氣通道確定連接管路，這形成一緊湊的結(jié)構(gòu)。
優(yōu)選的形式常常是，為被冷卻的凸出部分別配置多個(gè)平行的連接管路。這能夠以有利的方式實(shí)現(xiàn)較小的橫截面的連接管路，其在預(yù)定的流通量下導(dǎo)致較高的冷卻水流速并從而導(dǎo)致良好的散熱而無(wú)冷卻水的過(guò)度發(fā)熱。
此外已證明有利的是，至少連接管路的下部區(qū)域離排氣通道的內(nèi)表面大致以相當(dāng)于設(shè)定在徑向凸出部的外面的排氣通道的壁厚的距離延伸。借此還可以在較低的冷卻水溫度下可靠地避免在排氣通道的內(nèi)表面上的廢氣的露點(diǎn)溫度的降低。另一方面，保護(hù)徑向位于正常壁厚的外面的為拉緊螺栓配置的支承區(qū)域而可靠地防止不許可的發(fā)熱。
另一合乎目的的措施可以在于，只為兩環(huán)形冷卻通道中的一個(gè)配置至少一個(gè)冷卻劑輸入管路而為兩環(huán)形冷卻通道的另一個(gè)配置至少一個(gè)冷卻劑排出管路。借此獲得冷卻劑循環(huán)并從而可靠的連接管路的通流。
有利的可以是，將諸連接管路設(shè)置成平行于閥桿和/或平行于配置的拉緊螺栓延伸的孔式通道，其與各循環(huán)冷卻通道接通。這些通道可以鉆出或鑄出來(lái)。在任何情況所述裝置易于簡(jiǎn)單而精確地制造。
氣缸1包括一氣缸套3，其上安裝一氣缸蓋4，該氣缸蓋容納至少一個(gè)噴油嘴5并且設(shè)有一個(gè)中心的、成階梯的凹槽6用以支承一排氣閥殼體7。排氣閥殼體7以其下部嵌入凹槽6內(nèi)并以一凸緣式支承面支承在通過(guò)凹槽6的臺(tái)階形成的氣缸蓋上的支承面8。為了達(dá)到足夠的在支承面8的區(qū)域內(nèi)有效的壓緊力，徑向設(shè)有在氣缸蓋4的凹槽6的外面設(shè)置的、以其下端可擰緊入氣缸蓋中的拉緊螺栓9，各拉緊螺栓9分別穿過(guò)一配置的排氣閥殼體的貫穿孔10并且其上端分別安裝一支承在一配置的排氣閥殼體的支承面11的螺母12。
排氣閥殼體7包括一離開燃燒室2的排氣通道13，其通過(guò)一借助安裝在排氣閥殼體7上的操縱裝置20可上下移動(dòng)的、與設(shè)置在排氣通道13的入口區(qū)域的閥座協(xié)同操作的閥14可以相對(duì)于燃燒室2關(guān)閉。為了形成所述閥座，排氣閥殼體上設(shè)有一下面的由合適材料構(gòu)成的支座部分15，該支座部分包括支承在氣缸蓋上的支承面上的支承凸緣。支座部分15以一環(huán)形的咬口連接到總體用7標(biāo)記的排氣閥殼體的上面的包括為拉緊螺栓9配置的支承面11的殼體部分16上。
支座部分15在其為支承面8配置的凸緣的上方由一通過(guò)氣缸蓋4的凹槽6的相應(yīng)擴(kuò)大部形成的冷卻通道17包圍，該冷卻通道17向上由一設(shè)置在上面的殼體部分16的下端上的嵌入到氣缸蓋4的凹槽6中的凸緣封閉。
閥14具有一離開其閥盤向上的閥桿18，其穿過(guò)排氣通道和一上面的殼體部分16的伸達(dá)排氣通道13內(nèi)的區(qū)域由設(shè)置的導(dǎo)向套19并且在導(dǎo)向套19的上方與配置的操縱裝置20協(xié)同操作。排氣閥殼體7的上面的殼體部分16的包括導(dǎo)向套19的區(qū)域同樣設(shè)有環(huán)形的冷卻通道21。
為了安裝拉緊螺栓9，上面的殼體部分16設(shè)有一些為拉緊螺栓9配置的、在徑向方向沿包圍著凹槽6的氣缸蓋4的邊緣區(qū)域的外伸的凸緣式凸出部22，各凸出部22分別包括一垂直的貫穿孔10。凸出部22的上面形成為拉緊螺栓9的螺母12配置的支承面11。凸出部22的下面向內(nèi)斜降地延伸到上面的殼體部分16的下端部，從而形成凸出部22的懸伸式支承。
拉緊螺栓9及為其配置的貫穿孔10設(shè)置分布在一同心于閥軸線的分度圓上，如由圖2可最清楚看出。在所示的實(shí)例中設(shè)有四個(gè)拉緊螺栓9或貫穿孔10，其相對(duì)于一通過(guò)閥軸線或排氣通道13的中線限定的對(duì)稱平面S相互平行地對(duì)置設(shè)置。同樣適于凸出部22，其數(shù)目和數(shù)目的角距離并且相當(dāng)于拉緊螺栓數(shù)量的角距離。在所示的實(shí)例中因此設(shè)有四個(gè)凸出部22，其相對(duì)于對(duì)稱平面S相互平行地對(duì)置設(shè)置。其中各相互相鄰的在對(duì)稱平面S的同一側(cè)設(shè)置的凸出部22的角距離小于相對(duì)于對(duì)稱平面S各相互對(duì)置的凸出部22的角距離。因此實(shí)際上在排氣通道13的側(cè)面形成兩對(duì)凸出部。
各凸出部22也起為排氣通道13配置的冷卻片的作用，這些冷卻片被導(dǎo)入了由廢氣傳到排氣通道13的壁上的熱量。為了防止凸出部22過(guò)強(qiáng)的受熱，以致由此引起的熱膨脹導(dǎo)致通過(guò)相應(yīng)的螺母12的拉緊預(yù)緊的拉緊螺栓9的過(guò)度伸長(zhǎng)，各凸出部22在各配置的貫穿孔10的內(nèi)部徑向設(shè)有冷卻裝置，其構(gòu)成為將下面的支座部分一側(cè)的環(huán)形冷卻通道17與上面的導(dǎo)套一側(cè)的環(huán)形冷卻通道21接通的連接管路23。作為冷卻劑采用冷卻水，其通過(guò)一下面的為環(huán)形冷卻通道17配置的供給管路24輸入，如由流動(dòng)箭頭所示，并且通過(guò)一上面的為環(huán)形冷卻通道21配置的輸出管路25排走，如同樣由流動(dòng)箭頭所示。按這種方式形成一沿實(shí)際上一個(gè)方向通流的通過(guò)冷卻通道17和18以及連接管路23構(gòu)成的冷卻系統(tǒng)。
如由

圖1可知，連接管路23包含平行于閥軸線或拉緊螺栓軸線的孔式通道，這些通道跨接冷卻通道17、21的高度距離并與它們接通。這些孔式通道可以在鑄造構(gòu)成為鑄造成型件的上面的殼體部分16時(shí)已經(jīng)提供或通過(guò)鉆孔切削加工出來(lái)。如由圖2可知，連接管路23的孔式通道設(shè)置在一同心于閥軸線、在為拉緊螺栓9或貫穿孔10配置的分度圓的內(nèi)部的分度圓上，其半徑對(duì)為貫穿孔10配置的分度圓的半徑之比為2∶3。其中起冷卻通道作用的連接管路23的孔式通道實(shí)際上在徑向凸出部22的伸出部分的區(qū)域內(nèi)位于上面的殼體部分16的包括排氣通道13的核心。合乎目的的是，將連接管路23的所述軸線平行的通道徑向定位成在上面的殼體部分16的下面的具有一個(gè)大致與閥軸線平行的壁的區(qū)域內(nèi)使所述的連接管路23的軸線平行的通道離排氣通道13的內(nèi)表面形成一個(gè)稍微在位于壁厚d以內(nèi)的距離a，如由圖1中可知。
連接管路23的軸線平行的通道的下端徑向位于下面的環(huán)形冷卻通道17的內(nèi)部并從冷卻通道17起是開通的。為此各軸線平行的通道可以通過(guò)一環(huán)形的向下面的環(huán)形冷卻通道17敞開的凹槽接通。在所示的實(shí)例中，如由圖1中可知，連接管路23的軸線平行的通道的下端通過(guò)為其配置的徑向出孔26與冷卻通道17接通。代替出孔也可以設(shè)置槽式銑出部。連接管路23的上面的軸線平行的端部，如圖2清楚地示出的那樣，在上面的環(huán)形冷卻通道21的底面的圓周一側(cè)的邊緣區(qū)域內(nèi)進(jìn)入其中。
在所示的實(shí)例中，為每一徑向凸出部22配置兩個(gè)平行的連接管路23。但常常是只為受特別強(qiáng)的熱作用的、與排氣通道13最近設(shè)置的凸出部22配置起冷卻裝置作用的連接管路23就已足夠，其中該凸出部22一般是位于更接近排氣通道13的流出橫截面處的、在圖2中指向下方的凸出部22。同樣，每一凸出部設(shè)有不是多個(gè)而是只一個(gè)連接管路23也常常是足夠的。
連接管路23的橫截面相對(duì)于各配置的凸出部22的橫截面是小的。連接管路23的數(shù)量和橫截面合乎目的地選擇成使在排氣通道13的內(nèi)表面上產(chǎn)生的壁溫高于廢氣的露點(diǎn)溫度并且使流過(guò)連接管路23的冷卻水的溫度保持明顯低于汽化溫度。
以上描述了一優(yōu)選的實(shí)施例，而不想由此產(chǎn)生限制。因此按照本發(fā)明的措施當(dāng)然不限于拉緊螺栓或?yàn)槠渑渲玫耐钩霾康倪x定的數(shù)量。這樣，當(dāng)然也可以設(shè)置比所示的實(shí)例中或多或少的拉緊螺栓或?yàn)槠渑渲玫耐钩霾俊?br> 權(quán)利要求
1.一種往復(fù)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，特別是二沖程大型柴油機(jī)，它具有至少一個(gè)包括一個(gè)燃燒室(2)的氣缸(1)，其氣缸蓋(4)設(shè)有一排氣閥殼體(7)，該排氣閥殼體包括一接通燃燒室(2)的、相對(duì)于燃燒室可借助一與排氣閥殼體上的閥座協(xié)同操作的閥(14)關(guān)閉的排氣通道(13)以及一為該閥(14)配置的導(dǎo)向裝置(19)和操縱裝置(20)，并且該排氣閥殼體借助穿過(guò)在圓周上設(shè)置的徑向凸出部(22)的拉緊螺栓(9)固定在氣缸蓋(4)上，其中，為排氣閥殼體的嵌入到氣缸蓋(4)中的、包括閥座的區(qū)域和包括導(dǎo)向裝置(19)的區(qū)域分別配置一可進(jìn)入冷卻水的、優(yōu)選為環(huán)形的冷卻通道(17)和(21)，其特征在于，為排氣閥殼體(7)的嵌入到氣缸蓋(4)中的區(qū)域配置的冷卻通道(17)和為包括導(dǎo)向裝置(19)的區(qū)域配置的冷卻通道(21)至少在每一排氣通道附近的徑向凸出部(22)的區(qū)域內(nèi)通過(guò)至少一個(gè)徑向設(shè)置在配置的拉緊螺栓(9)內(nèi)部的連接管路(23)相互接通。
2.按照權(quán)利要求1所述的往復(fù)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，為每一凸出部(22)分別配置至少一個(gè)連接管路(23)。
3.按照上述權(quán)利要求之一項(xiàng)所述的往復(fù)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，至少為每一排氣通道附近的凸出部(22)，優(yōu)選為所有的凸出部(22)分別配置多個(gè)，優(yōu)選兩個(gè)平行的連接管路(23)。
4.按照上述權(quán)利要求之一項(xiàng)所述的往復(fù)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，連接管路(23)具有平行于閥軸線和/或拉緊螺栓軸線延伸的、與冷卻通道(17、21)接通的區(qū)域。
5.按照上述權(quán)利要求之一項(xiàng)所述的往復(fù)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)。其特征在于，連接管路(23)的下部區(qū)域離排氣通道(13)的內(nèi)表面的徑向距離至多相當(dāng)于在凸出部(22)的外面的排氣通道(13)的壁厚。
6.按照上述權(quán)利要求之一項(xiàng)所述的往復(fù)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，連接管路(23)的橫截面較小于配置的凸出部(22)的橫截面。
7.按照上述權(quán)利要求之一項(xiàng)所述的往復(fù)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，連接管路(23)的數(shù)量和橫截面選擇成使其流過(guò)的冷卻水的溫度明顯低于100℃并且在排氣通道(13)的內(nèi)表面上的壁溫保持明顯高于廢氣的露點(diǎn)溫度。
8.按照上述權(quán)利要求之一項(xiàng)所述的往復(fù)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，連接管路(23)的軸線平行的區(qū)域構(gòu)成為孔式通道。
9.按照上述權(quán)利要求4-8之一項(xiàng)所述的往復(fù)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，連接管路(23)的軸線平行的通道在其下面的徑向位于鄰接的冷卻通道(17)的內(nèi)部的端部區(qū)域內(nèi)通過(guò)一個(gè)徑向的導(dǎo)流元件(26)與鄰接的冷卻通道(17)接通并以其上端穿到鄰接的冷卻通道(21)的底面的圓周一側(cè)的邊緣區(qū)域。
10.按照上述權(quán)利要求之一項(xiàng)所述的往復(fù)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，只為兩環(huán)形冷卻通道(17)或(21)中的一個(gè)配置至少一個(gè)冷卻劑供給管路(24)而為兩環(huán)形冷卻通道(17)或(21)的另一個(gè)配置至少一個(gè)冷卻劑輸出管路(25)。
11.按照上述權(quán)利要求之一項(xiàng)所述的往復(fù)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，設(shè)有四個(gè)分別為一拉緊螺栓(9)配置的凸出部(22)，這些凸出部相對(duì)于由閥軸線和排氣通道(13)的中線限定的對(duì)稱平面S相互成對(duì)地對(duì)置設(shè)置，其中各相互相鄰的凸出部(22)的相互角距離小于各相互對(duì)置設(shè)置的凸出部(22)的角距離。
全文摘要
在一種具有至少一個(gè)包括一個(gè)燃燒室(2)的氣缸(1)的往復(fù)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)中,其氣缸蓋(4)設(shè)有一排氣閥殼體(7),該排氣閥殼體包括一接通燃燒室(2)的、相對(duì)于燃燒室可借助一與排氣閥殼體上的閥座協(xié)同操作的閥關(guān)閉的排氣通道(13)以及一為該閥(14)配置的導(dǎo)向裝置(19)和操縱裝置(20),并且該排氣閥殼體借助穿過(guò)在圓周上設(shè)置的徑向凸出部(22)的拉緊螺栓(9)固定在氣缸蓋(4)上,其中,為排氣閥殼體(7)的嵌入到氣缸蓋(4)中的、包括閥座的區(qū)域和包括導(dǎo)向裝置(19)的區(qū)域分別配置一可進(jìn)入冷卻水的、優(yōu)選為環(huán)形的冷卻通道(17)和(21),可以這樣達(dá)到高度的可靠性和緊湊的結(jié)構(gòu)。即使為排氣閥殼體(7)的嵌入到氣缸蓋(4)中的區(qū)域配置的冷卻通道(17)和為包括導(dǎo)向裝置(19)的區(qū)域配置的冷卻通道(21)至少在每一排氣通道附近的徑向凸出部(22)的區(qū)域內(nèi)通過(guò)至少一個(gè)徑向設(shè)置在配置的拉緊螺栓(9)內(nèi)部的連接管路(23)相互接通。
文檔編號(hào)F02F1/38GK1423044SQ0215269
公開日2003年6月11日 申請(qǐng)日期2002年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月1日
發(fā)明者哈羅·A·赫格 申請(qǐng)人:曼B與W狄賽爾公司