專利名稱：往復活塞式發(fā)動機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種往復活塞式發(fā)動機，特別是涉及一種二沖程大型柴油發(fā)動機，它具有至少一個包括一個燃燒室的氣缸，其氣缸蓋設有一排氣閥殼體，該排氣閥殼體包括一接通燃燒室的、相對于燃燒室可借助一與排氣閥殼體上的支座部分協(xié)同操作的閥關閉的排氣通道以及一為該閥配置的導向裝置和操縱裝置，并且該排氣閥殼體借助穿過在圓周上設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)域和包括導向裝置的區(qū)域分別配置一可進入冷卻水的、優(yōu)選為環(huán)形的冷卻通道。
該目的按照本發(fā)明這樣來達到，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)域內通過至少一個徑向設置在配置的拉緊螺栓內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)域的導致拉緊螺栓過度伸長的熱膨脹。按這種方式確保，始終保持拉緊螺栓的預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表面上廢氣的露點溫度的降低，如其在具有環(huán)繞整個排氣通道的冷卻通道的裝置中應該考慮的。盡管有所述的諸優(yōu)點但可以得到較簡單的生產和較小的結構重量。此外需要的表面保護絕緣是較小的。因此在突出的經濟性方面也可看出利用本發(fā)明可達到的一些優(yōu)點。
其上設置的措施的有利結構和合乎目的的進一步構成說明于諸從屬權利要求中。這樣，可以合乎目的地在每一徑向凸出部的區(qū)域內分別設置一連接管路。這導致在全部的凸出部的區(qū)域內特別好的散熱，從而可以比較接近排氣通道確定連接管路，這形成一緊湊的結構。
優(yōu)選的形式常常是，為被冷卻的凸出部分別配置多個平行的連接管路。這能夠以有利的方式實現較小的橫截面的連接管路，其在預定的流通量下導致較高的冷卻水流速并從而導致良好的散熱而無冷卻水的過度發(fā)熱。
此外已證明有利的是，至少連接管路的下部區(qū)域離排氣通道的內表面大致以相當于設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表面上的廢氣的露點溫度的降低。另一方面，保護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配置至少一個冷卻劑輸入管路而為兩環(huán)形冷卻通道的另一個配置至少一個冷卻劑排出管路。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。在任何情況所述裝置易于簡單而精確地制造。
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噴油嘴5并且設有一個中心的、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內并以一凸緣式支承面支承在通過凹槽6的臺階形成的氣缸蓋上的支承面8。為了達到足夠的在支承面8的區(qū)域內有效的壓緊力，徑向設有在氣缸蓋4的凹槽6的外面設置的、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，其通過一借助安裝在排氣閥殼體7上的操縱裝置20可上下移動的、與設置在排氣通道13的入口區(qū)域的閥座協(xié)同操作的閥14可以相對于燃燒室2關閉。為了形成所述閥座，排氣閥殼體上設有一下面的由合適材料構成的支座部分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氣缸蓋4的凹槽6的相應擴大部形成的冷卻通道17包圍，該冷卻通道17向上由一設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，其穿過排氣通道和一上面的殼體部分16的伸達排氣通道13內的區(qū)域由設置的導向套19并且在導向套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的包括導向套19的區(qū)域同樣設有環(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。在所示的實例中設有四個拉緊螺栓9或貫穿孔10，其相對于一通過閥軸線或排氣通道13的中線限定的對稱平面S相互平行地對置設置。同樣適于凸出部22，其數目和數目的角距離并且相當于拉緊螺栓數量的角距離。在所示的實例中因此設有四個凸出部22，其相對于對稱平面S相互平行地對置設置。其中各相互相鄰的在對稱平面S的同一側設置的凸出部22的角距離小于相對于對稱平面S各相互對置的凸出部22的角距離。因此實際上在排氣通道13的側面形成兩對凸出部。
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過強的受熱，以致由此引起的熱膨脹導致通過相應的螺母12的拉緊預緊的拉緊螺栓9的過度伸長，各凸出部22在各配置的貫穿孔10的內部徑向設有冷卻裝置，其構成為將下面的支座部分一側的環(huán)形冷卻通道17與上面的導套一側的環(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，如由流動箭頭所示，并且通過一上面的為環(huán)形冷卻通道21配置的輸出管路25排走，如同樣由流動箭頭所示。按這種方式形成一沿實際上一個方向通流的通過冷卻通道17和18以及連接管路23構成的冷卻系統(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成為鑄造成型件的上面的殼體部分16時已經提供或通過鉆孔切削加工出來。如由圖2可知，連接管路23的孔式通道設置在一同心于閥軸線、在為拉緊螺栓9或貫穿孔10配置的分度圓的內部的分度圓上，其半徑對為貫穿孔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的孔式通道實際上在徑向凸出部22的伸出部分的區(qū)域內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的下面的具有一個大致與閥軸線平行的壁的區(qū)域內使所述的連接管路23的軸線平行的通道離排氣通道13的內表面形成一個稍微在位于壁厚d以內的距離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的底面的圓周一側的邊緣區(qū)域內進入其中。
在所示的實例中，為每一徑向凸出部22配置兩個平行的連接管路23。但常常是只為受特別強的熱作用的、與排氣通道13最近設置的凸出部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，每一凸出部設有不是多個而是只一個連接管路23也常常是足夠的。
連接管路23的橫截面相對于各配置的凸出部22的橫截面是小的。連接管路23的數量和橫截面合乎目的地選擇成使在排氣通道13的內表面上產生的壁溫高于廢氣的露點溫度并且使流過連接管路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)選的實施例，而不想由此產生限制。因此按照本發(fā)明的措施當然不限于拉緊螺栓或為其配置的凸出部的選定的數量。這樣，當然也可以設置比所示的實例中或多或少的拉緊螺栓或為其配置的凸出部。
權利要求
1.一種往復活塞式發(fā)動機，特別是二沖程大型柴油機，它具有至少一個包括一個燃燒室(2)的氣缸(1)，其氣缸蓋(4)設有一排氣閥殼體(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)關閉的排氣通道(13)以及一為該閥(14)配置的導向裝置(19)和操縱裝置(20)，并且該排氣閥殼體借助穿過在圓周上設置的徑向凸出部(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)域和包括導向裝置(19)的區(qū)域分別配置一可進入冷卻水的、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)域內通過至少一個徑向設置在配置的拉緊螺栓(9)內部的連接管路(23)相互接通。
2.按照權利要求1所述的往復活塞式發(fā)動機，其特征在于，為每一凸出部(22)分別配置至少一個連接管路(23)。
3.按照上述權利要求之一項所述的往復活塞式發(fā)動機，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，優(yōu)選兩個平行的連接管路(23)。
4.按照上述權利要求之一項所述的往復活塞式發(fā)動機，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.按照上述權利要求之一項所述的往復活塞式發(fā)動機。其特征在于，連接管路(23)的下部區(qū)域離排氣通道(13)的內表面的徑向距離至多相當于在凸出部(22)的外面的排氣通道(13)的壁厚。
6.按照上述權利要求之一項所述的往復活塞式發(fā)動機，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.按照上述權利要求之一項所述的往復活塞式發(fā)動機，其特征在于，連接管路(23)的數量和橫截面選擇成使其流過的冷卻水的溫度明顯低于100℃并且在排氣通道(13)的內表面上的壁溫保持明顯高于廢氣的露點溫度。
8.按照上述權利要求之一項所述的往復活塞式發(fā)動機，其特征在于，連接管路(23)的軸線平行的區(qū)域構成為孔式通道。
9.按照上述權利要求4-8之一項所述的往復活塞式發(fā)動機，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)的內部的端部區(qū)域內通過一個徑向的導流元件(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)的底面的圓周一側的邊緣區(qū)域。
10.按照上述權利要求之一項所述的往復活塞式發(fā)動機，其特征在于，只為兩環(huán)形冷卻通道(17)或(21)中的一個配置至少一個冷卻劑供給管路(24)而為兩環(huán)形冷卻通道(17)或(21)的另一個配置至少一個冷卻劑輸出管路(25)。
11.按照上述權利要求之一項所述的往復活塞式發(fā)動機，其特征在于，設有四個分別為一拉緊螺栓(9)配置的凸出部(22)，這些凸出部相對于由閥軸線和排氣通道(13)的中線限定的對稱平面S相互成對地對置設置，其中各相互相鄰的凸出部(22)的相互角距離小于各相互對置設置的凸出部(22)的角距離。
全文摘要
在一種具有至少一個包括一個燃燒室(2)的氣缸(1)的往復活塞式發(fā)動機中,其氣缸蓋(4)設有一排氣閥殼體(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)同操作的閥關閉的排氣通道(13)以及一為該閥(14)配置的導向裝置(19)和操縱裝置(20),并且該排氣閥殼體借助穿過在圓周上設置的徑向凸出部(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)域和包括導向裝置(19)的區(qū)域分別配置一可進入冷卻水的、優(yōu)選為環(huán)形的冷卻通道(17)和(21),可以這樣達到高度的可靠性和緊湊的結構。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)域內通過至少一個徑向設置在配置的拉緊螺栓(9)內部的連接管路(23)相互接通。
文檔編號F02F1/38GK1423044SQ0215269
公開日2003年6月11日 申請日期2002年11月29日 優(yōu)先權日2001年12月1日
發(fā)明者哈羅·A·赫格 申請人:曼B與W狄賽爾公司