內(nèi)燃機的換氣閥的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(2)的換氣閥(1)，其包括一個空心閥桿(3)和一個閥盤(4)，其中：閥盤(4)包括一個閥底部(5)和一個連接到閥底部(5)外邊緣上的空心閥錐(6)，所述閥錐(6)隨著距離閥底部(5)距離的增加而變細；閥桿(3)穿過空心閥錐(6)，并且一端以固定方式連接到閥底部(5)，另一端連接到閥錐(6)的細端，本發(fā)明的關(guān)鍵在于：閥桿(3)中設(shè)置有第一空腔(7)，第一空腔(7)與閥盤(4)中的第二空腔(8)流體分離，第一空腔(7)和第二空腔(8)具有不同的冷卻劑填加量(9、10)。
【專利說明】內(nèi)燃機的換氣閥

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機的換氣閥，如權(quán)利要求1的前序部分所述，其具有一個空心閥桿和一個閥盤。本發(fā)明還涉及一種具有至少一個汽缸和至少一個所述換氣閥的內(nèi)燃機。

【背景技術(shù)】
[0002]DE102004010309A1公開了一種普通的內(nèi)燃機的換氣閥，其具有一個空心閥桿和一個閥盤。其中，閥盤包括一個閥底部，閥底部的外邊緣連接到空心閥錐。閥錐隨著距離閥底部距離的增加而變細。閥桿穿過空心閥錐，并且一端以固定方式連接到閥底部，另一端連接到閥錐的細端。為了提高換氣閥的穩(wěn)定性和疲勞強度，閥底部上位于閥桿與閥錐的兩個連接頭之間的區(qū)域包括至少一個環(huán)形卷邊，其具有向外凸出的橫截面。
[0003]DE19804053A1公開了一種內(nèi)燃機用輕質(zhì)換氣閥，其壁厚與閥桿直徑的比率小于1:3，這是為了使閥頭即閥盤的變形最小。為了達到該目的，閥盤可以直接抵靠著閥桿來支撐其自身，也可以通過一個中間支撐件來支撐。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明關(guān)注的問題是說明一種普通換氣閥的改進的或替換的實施方式，其特征在于提聞了冷卻效果，并由此提聞疲勞強度。
[0005]根據(jù)本發(fā)明，該問題由獨立權(quán)利要求的保護主題來解決。有利的實施方式構(gòu)成從屬權(quán)利要求的主題。
[0006]本發(fā)明基于這樣一種基本構(gòu)思，在已知的內(nèi)燃機的空心換氣閥中設(shè)置兩個彼此可以流動地分離的空腔，即閥桿中的第一空腔和閥盤中的第二空腔。通過本發(fā)明的兩個空腔的流動分離，可以在本發(fā)明的換氣閥的各空腔中實現(xiàn)不同的冷卻劑填加量。因此，相對于目前已知的僅有一個空腔的中空閥來說具有非常好的冷卻效果。本發(fā)明的換氣閥包括之前提到的已知的空心閥桿和閥盤，其中，閥盤包括一個閥底部和一個連接到閥底部外邊緣上的空心閥錐，所述空心閥錐隨著距離閥底部距離的增加而變細。閥桿穿過空心閥錐，并且一端以固定方式連接到閥底部，另一端連接到閥錐的細端。這里，閥桿以流體密封方式連接到閥底部，因此，設(shè)置在閥桿中的第一空腔和設(shè)置在閥盤中的第二空腔不可能進行流體交換。通過兩個空間的流動分離，可以在第二空腔中設(shè)置相對低的冷卻劑填加量，而第一空腔中的冷卻劑填加量明顯高。但是，由于不同的冷卻填加量而在兩個空腔中產(chǎn)生振動影響，由于此震動影響，在內(nèi)燃機運行過程中，冷卻劑被震動并提高其冷卻效果。特別是，通過本發(fā)明的換氣閥，在前述振動影響下，閥盤的閥頭不會被完全排空，由于閥盤的第二空腔中的冷卻劑不能再被排到閥桿中。
[0007]本發(fā)明的進一步有利的改進方案中，將冷卻劑加入至少一個空腔中，優(yōu)選至少加入第一空腔。優(yōu)選地，同時在兩個空腔中加入冷卻劑，其中，第二空腔中的冷卻劑填加量明顯低于第一空腔中的冷卻劑填加量。如果兩個空腔都填加第三冷卻劑，用于提高冷卻效果的振動影響將被完全利用。
[0008]實際上，冷卻劑包括鈉。鈉在98°C熔化，但在833°C才沸騰。由于140W/mK的導(dǎo)熱性能，鈉具有非常好的導(dǎo)熱性能和比較低的熔點以及比較寬的液化溫度范圍。納的導(dǎo)熱性能明顯高于鋼的導(dǎo)熱性能，以利于從閥底部向閥錐的散熱和從閥底部向閥桿內(nèi)的散熱。通過將閥桿連接到閥底部可以獲得最佳的熱傳導(dǎo)。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的另一個有利的實施方式，至少換氣閥的閥盤被氮化?？梢酝ㄟ^溶液氮化法或等離子氮化法來氮化閥盤，由此可以形成1-20 μ m厚的氮化層，其產(chǎn)生非常大的表層硬度。該硬表層使閥具有高耐磨性。顯然，換氣閥不僅可以氮化閥盤區(qū)域，也可以全部區(qū)域氮化，即也還可以氮化閥桿區(qū)域。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的另一個有利的實施方式，與閥底部連接的閥桿端部的直徑大于與閥錐連接的閥桿端部的直徑。由此，可以在閥底部的中央?yún)^(qū)域獲得非常好的支撐，從而提高本發(fā)明的換氣閥的穩(wěn)定性。
[0011]實際上，第一空腔的內(nèi)徑，S卩，閥桿空腔的內(nèi)徑至少相當于閥桿外徑的2/3。由此，可以形成薄壁閥桿，通過該薄壁閥桿，不僅可以制造輕質(zhì)換氣閥，而且可以使閥盤的散熱最優(yōu)化。通過減小閥錐壁厚也可以獲得同樣的效果，其中閥錐壁厚小于Imm.
[0012]根據(jù)本發(fā)明的另一個有利的實施方式，換氣閥至少由601H型鋼(UNSN06601)、800H 型鋼(UNS N08810 或材料序號 1.4876/1.4958)，286 鋼 I (UNS S66286)或 602H 型鋼(UNS N06025)形成。所述鋼具有耐高溫、高強度和非常好的焊接性。
[0013]本發(fā)明的其他重要特征和優(yōu)點體現(xiàn)在附加的權(quán)利要求、附圖和相應(yīng)的【專利附圖】

【附圖說明】中。
[0014]應(yīng)該明白，上述提及的和下面將要解釋的特征不僅可用于描述的組合中，還可用于其他組合或單獨使用，不脫離本發(fā)明的范圍。
[0015]本發(fā)明的優(yōu)選實施例示出在附圖中，并在下面的說明中進行更詳細地解釋。其中，相同的附圖標記表示相同的、相似的或功能相同的部件。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]下面各附圖中:
[0017]圖1為本發(fā)明的換氣閥在閥盤區(qū)域的詳細構(gòu)造圖；
[0018]圖2為本發(fā)明的具有充分氮化閥盤的換氣閥；
[0019]圖3為圖2所示閥盤，但完全氮化；
[0020]圖4a為圖1的剖面圖，其中，冷卻劑充分加入到閥桿的第一空腔中；
[0021]圖4b為如圖4a所示的剖面圖，其中，冷卻劑充分加入到閥盤的第二空腔中；
[0022]圖4c為如圖1的所示，其中，在第一空腔和第二空腔中都加入冷卻劑。

【具體實施方式】
[0023]參照圖1和圖4,本發(fā)明的內(nèi)燃機2的換氣閥I包括一個空心閥桿3和一個閥盤
4。閥盤4包括一個閥底部5和一個連接到所述閥底部外邊緣上的空心閥錐6。這里，閥底部5按照已知的方式布置在內(nèi)燃機2的內(nèi)燃室中。現(xiàn)在，實際上，在閥桿3中設(shè)置有第一空腔7，第一空腔7與閥盤4中的第二空腔8流體分離。此外，第一空腔7和第二空腔8具有不同的冷卻劑填加量9、10。通過兩個空腔7和8的流體分離，可以在空腔7和8中產(chǎn)生所謂的振動影響，這可以使閥底部沿著閥錐6的方向或閥桿3的上端獲得最佳散熱效果。
[0024]本例中的不同的冷卻劑填加量9、10也意味在兩個空腔7、8中的某一個沒有填加冷卻劑11，由此，冷卻劑填加總量9、10為零，而空腔7、8中的另一個填加有冷卻劑11。
[0025]現(xiàn)在，參照圖4a，很明顯，換氣閥I中的第一空腔7填加有足夠的冷卻劑11，而第二空腔8中沒有任何冷卻劑。參照圖4b，第二空腔8中填加有足夠的冷卻劑11，而閥桿3中的第一空腔7中沒有任何冷卻劑11。參照圖4c，示出了圖1中的填加量，其中，冷卻劑11同時填加在第一空腔7和第二空腔8中，但填加量9和填加量10不同。
[0026]冷卻劑11可以是鈉，也可以包括鈉，由此可獲得最佳的導(dǎo)熱性。
[0027]為了使換氣閥I具有更好的耐磨性，至少閥盤4被氮化，即，包括一個氮化面12，如圖2所示，其中，也可以想到整個換氣閥I被氮化，并具有所述的氮化面12。通過閥盤4或閥桿3的表面氮化，可以明顯增加表層硬度。
[0028]回到圖1，很明顯，閥盤6的壁盡可能的薄，優(yōu)選小于1_，由此，可以制造出非常輕質(zhì)的換氣閥I。此外，閥桿3空腔7的內(nèi)徑Cl1可以是閥桿3外徑d2的2/3，由此可以減少材料、減輕重量。
[0029]本發(fā)明的換氣閥的材料可以是60IH型鋼、800H型鋼、286鋼、或602H型鋼，由此，
具有耐高溫、高強度和非常好的焊接性。
[0030]最后，參照圖1和圖4所示的閥桿3，顯然，閥桿3與閥底部5連接的端部的直徑大于其與閥錐6連接的端部直徑，因此，可以提高閥底部5的支撐強度，并獲得穩(wěn)定的換氣閥
1
[0031]本發(fā)明的換氣閥I不僅重量輕，而且冷卻效果好，在內(nèi)燃機2的運行和磨損方面具有優(yōu)勢。
【權(quán)利要求】
1.一種內(nèi)燃機⑵的換氣閥(I)，包括一個空心閥桿⑶和一個閥盤(4),其中:-所述閥盤(4)包括一個閥底部(5)和一個連接到所述閥底部(5)外邊緣上的空心閥錐(6)，所述閥錐(6)隨著距離所述閥底部(5)距離的增加而變細； -所述閥桿(3)穿過所述空心閥錐￠)，并且一端以固定方式連接到所述閥底部(5)，另一端連接到所述閥錐(6)的細端， 其特征在于: -所述閥桿(3)中設(shè)置有第一空腔(7)，第一空腔(7)與所述閥盤(4)中的第二空腔(8)流體分離， -所述第一空腔(7)和所述第二空腔(8)具有不同的冷卻劑填加量(9、10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換氣閥，其特征在于，在至少一個空腔(7、8)中，優(yōu)選在第一空腔⑵中填加冷卻劑(11)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的換氣閥，其特征在于，所述冷卻劑(11)包括鈉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的換氣閥，其特征在于，至少所述閥盤(4)被氮化或者整個所述換氣閥(I)被氮化。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的換氣閥，其特征在于，氮化層厚度為1-20μπι。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的換氣閥，其特征在于，閥錐￠)的壁厚<1.0_。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項所述的換氣閥，其特征在于，所述第一空腔(7)的內(nèi)徑Cl1是所述閥桿⑶外徑(12的2/3。
8.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的換氣閥，其特征在于，所述換氣閥(I)至少部分地由60IH型鋼、800H型鋼、286鋼、或602H型鋼形成。
9.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的換氣閥，其特征在于，所述閥桿(3)與所述閥底部(5)連接的端部的直徑大于其與所述閥錐(6)連接的端部直徑。
10.一種內(nèi)燃機(2)，具有至少一個汽缸和至少一個權(quán)利要求1-9任一項所述的換氣閥⑴。
【文檔編號】F01L3/14GK104234773SQ201410246534
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年6月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月11日
【發(fā)明者】彼得·克羅斯, 克里斯托弗·盧維恩, 亞歷山大·米勒, 亞歷山大·普克 申請人:馬勒國際有限公司