[發(fā)明專利]內(nèi)燃機(jī)的換氣閥

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410246534.2
• 申請(qǐng)日: 2014-06-05
• 公開（公告）號(hào): CN104234773A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 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(qǐng)（專利權(quán)）人: 馬勒國際有限公司
• 主分類號(hào): F01L3/14
• 分類號(hào): F01L3/14
• 代理公司: 北京匯信合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11335
• 代理人: 翟國明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)的換氣閥，如權(quán)利要求1的前序部分所述，其具有一個(gè)空心閥桿和一個(gè)閥盤。本發(fā)明還涉及一種具有至少一個(gè)汽缸和至少一個(gè)所述換氣閥的內(nèi)燃機(jī)。

背景技術(shù)

DE102004010309A1公開了一種普通的內(nèi)燃機(jī)的換氣閥，其具有一個(gè)空心閥桿和一個(gè)閥盤。其中，閥盤包括一個(gè)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(xì)。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(xì)端。為了提高換氣閥的穩(wěn)定性和疲勞強(qiáng)度，閥底部上位于閥桿與閥錐的兩個(gè)連接頭之間的區(qū)域包括至少一個(gè)環(huán)形卷邊，其具有向外凸出的橫截面。

DE19804053A1公開了一種內(nèi)燃機(jī)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(dá)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(gè)中間支撐件來支撐。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明關(guān)注的問題是說明一種普通換氣閥的改進(jìn)的或替換的實(shí)施方式，其特征在于提高了冷卻效果，并由此提高疲勞強(qiáng)度。

根據(jù)本發(fā)明，該問題由獨(dú)立權(quán)利要求的保護(hù)主題來解決。有利的實(shí)施方式構(gòu)成從屬權(quán)利要求的主題。

本發(fā)明基于這樣一種基本構(gòu)思，在已知的內(nèi)燃機(jī)的空心換氣閥中設(shè)置兩個(gè)彼此可以流動(dòng)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(gè)空腔的流動(dòng)分離，可以在本發(fā)明的換氣閥的各空腔中實(shí)現(xiàn)不同的冷卻劑填加量。因此，相對(duì)于目前已知的僅有一個(gè)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(gè)閥底部和一個(gè)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(xì)。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(xì)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(jìn)行流體交換。通過兩個(gè)空間的流動(dòng)分離，可以在第二空腔中設(shè)置相對(duì)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(gè)空腔中產(chǎn)生振動(dòng)影響，由于此震動(dòng)影響，在內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行過程中，冷卻劑被震動(dòng)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(dòng)影響下，閥盤的閥頭不會(huì)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。

本發(fā)明的進(jìn)一步有利的改進(jìn)方案中，將冷卻劑加入至少一個(gè)空腔中，優(yōu)選至少加入第一空腔。優(yōu)選地，同時(shí)在兩個(gè)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(gè)空腔都填加第三冷卻劑，用于提高冷卻效果的振動(dòng)影響將被完全利用。

實(shí)際上，冷卻劑包括鈉。鈉在98℃熔化，但在833℃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(diǎn)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)。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)有利的實(shí)施方式，至少換氣閥的閥盤被氮化。可以通過溶液氮化法或等離子氮化法來氮化閥盤，由此可以形成1-20μm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。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)有利的實(shí)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。

實(shí)際上，第一空腔的內(nèi)徑，即，閥桿空腔的內(nèi)徑至少相當(dāng)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1mm.

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)有利的實(shí)施方式，換氣閥至少由601H型鋼(UNS?N06601)、800H型鋼(UNS?N08810或材料序號(hào)1.4876/1.4958),286鋼l(UNS?S66286)或602H型鋼(UNS?N06025)形成。所述鋼具有耐高溫、高強(qiáng)度和非常好的焊接性。

本發(fā)明的其他重要特征和優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在附加的權(quán)利要求、附圖和相應(yīng)的附圖說明中。

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(dú)使用，不脫離本發(fā)明的范圍。

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例示出在附圖中，并在下面的說明中進(jìn)行更詳細(xì)地解釋。其中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的、相似的或功能相同的部件。