專利名稱：內燃機的排氣閥的制作方法
技術領域：
本發明涉及一內燃機的排氣閥，包括一圓柱形閥桿，該閥桿具有一帶一內壁表面的縱向冷卻管；和一圓形的牢固地連接到閥桿上的大致盤形的頭部，該頭部(3)具有至少一個從閥桿的冷卻管的底部向頭部表面上的一出口延伸的冷卻管，以將冷卻介質經閥桿、頭部傳送給發動機的廢氣。
在挪威專利申請第972301號中描述了這種類型的一閥，其中一通道經閥桿和閥頭部延伸，通向與閥的下游側相連通的一閥表面部分。
為了在一發動機內獲得高效率，閥必須能經受高溫，因此必須選擇能經受高溫的一閥材料。另外，最好是對閥進行冷卻。對于上述閥，對閥頭部的冷卻是滿意的，但對閥桿的冷卻卻不令人滿意。
本發明的一目的是提供一種上述導言中提及類型的閥，其中閥桿的冷卻要好于已知閥的情況。
上述目的，在上述導言中提及類型的一閥基礎上，通過在權利要求書中限定的特征方案而實現。
現參照附圖更詳細地描述該閥，其中
圖1是一通過本發明的一閥的縱向剖視圖；圖2是沿圖1的II-II線的一橫剖視圖；圖3是在根據本發明的一閥中所使用的一閥插入件的一放大橫剖視圖；圖4是通過根據本發明的一閥之閥頭部的放大縱向剖視圖。
相同的參考標記用于不同圖中對應的零件或部分。
圖1表示內燃機的一排氣閥，包括一圓柱形閥桿1和一圓形的牢固地連接到該閥桿上的大致盤形的頭部3。當閥用在一燃燒發動機內時，頭部3將被帶至與一未示出的閥座交替地接觸，并且被通過的廢氣加熱。根據發動機的設計，同樣的廢氣也會將閥桿加熱到一或多或少的程度。
閥桿1具有一縱向冷卻管2，其在底部5處連接到頭部3內的冷卻管4。冷卻管4通向頭部的表面7上的一出口6。當發動機運轉時，通常是空氣的冷卻介質穿過閥桿1和頭部3內的冷卻管到達出口6，在此冷卻介質與發動機的廢氣混合。由此閥桿和頭部兩者都被冷卻。
根據本發明在閥桿的冷卻管2內插入一橫截面減小的插入件8。該插入件促使冷卻介質以一更高的速率沿插入件流動，從而獲得從閥桿1到插入件所在區域中的冷卻介質的更好的傳熱。該改善的傳熱是假定為這樣的事實引起的冷卻介質以高速率流動，因此與低速流動時相比，冷卻介質沿冷卻管的壁表面12可破碎一更大部分的邊界層。
顯然冷卻介質的一高速流動也可通過增大供給的冷卻介質的量來獲得，但這必須增大冷卻介質輸送管道和設備的尺寸，其中輸送設備通常是一壓縮機，其輸送冷卻介質。冷卻介質量的增大也必須增大發動機的輸出管的尺寸。這樣的一尺寸增大是不希望的。當然，通過減小閥桿的冷卻管2的橫截面面積也可獲得冷卻介質流速的增大，但這將同時減小冷卻管的壁表面12的面積，從而減小了從閥桿1向冷卻介質的傳熱。因此，希望具有一大的橫截面面積的冷卻管。
在一優選實施例中，參見圖1，插入件8以這樣的一方式設置，以至于其從、或大致從閥桿的冷卻管的底部5并且沿著閥桿1延伸一長度L1，該長度L1對應于閥桿的長度L2的至少一半。由此在最暴露給熱的廢氣的區域內獲得了閥桿1的改進的冷卻。
在另一優選實施例中，插入件8以這樣的方式設置，以至于其從、或大致從閥桿的冷卻管的底部5并且沿著閥桿1延伸至閥桿的幾乎整個長度L2。由此獲得了整個閥桿1的改進的冷卻。
圖2是經冷卻管2和插入件8的一橫剖視圖，其表示另一優選實施例，其中插入件8由一縱向對中設置的實心中央部段9組成，該中央部段9帶有沿圓周縱向的向外凸出的凸肋10，從而在向外凸出的凸肋10之間提供用于冷卻介質的縱向槽11。這會促使冷卻介質沿冷卻管的壁表面12通過，從而導致從閥桿1向冷卻介質為一較高程度的傳熱。
在另一優選實施例中，參見圖2，閥桿的冷卻管2具有一圓形或多邊形橫截面，而與此同時插入件的中央部段9具有一圓形或多邊形橫截面，并且位于冷卻管2的中間。向外凸出的凸肋10從中央部段9向冷卻管的壁表面12徑向地延伸。從而沿冷卻管的壁表面12獲得槽11的一均勻分布，故造成從閥桿1向冷卻介質的一均勻的傳熱。
圖3表示再一實施例，其中向外凸出的凸肋10的總數量至少為6個。由此沿冷卻管的壁表面12獲得冷卻介質的一均勻分布，從而確保從閥桿1向冷卻介質的一均勻傳熱。
在再一實施例中，參見圖3，向外凸出的凸肋10具有一從中央部段9到冷卻管壁表面12的恒定厚度t，即在其整個區域上，由r1表示。這給插入件帶來適當的強度，而與此同時槽11獲得一梯形的橫截面，其中梯形的最大邊位靠于冷卻管的壁表面12處，從而確保從閥桿1向冷卻介質的滿意的傳熱。
在再一優選實施例中，參見圖3，向外凸出的凸肋10具有一徑向延伸部分r1，其近似等于中央部段9的半徑r2。其結果是槽11的梯形橫截面獲得這樣的一形狀，該形狀能提供在希望冷卻介質有較高的流率、冷卻管2內有較低的流動阻力和從閥桿1到冷卻介質有良好的傳熱之間的一合理的協調。
圖4是經閥頭部的一放大的縱向剖視圖，其表示另一實施例，其中插入件8向下正好插入到閥桿冷卻管2的底部5，并且插入件的位于閥桿的冷卻管的底部5的一部分13是錐形的或漸縮形的，以允許冷卻介質通向閥頭部3內的冷卻管4。這提供插入件8在冷卻管2內的一有利的連接方式，因為該插入件可向下正好插入到冷卻管的底部，即抵靠到底部上。插入件的另一端可以用各種方式連接到閥桿的上部，例如通過焊接或冷卻管2內插入一內部柱塞。這種連接是現有技術，因此不予進一步描述。
在另一優選實施例中，以一輕壓裝配(配合)將插入件8插入閥桿的冷卻管2內。由此獲得了插入件的一簡單的安裝，而與此同時提供這樣的一閥桿，其中插入件靜置于冷卻管內并且緊貼其運動而沒有任何間隙，而如果有間隙的話將造成在插入件和冷卻管上不希望的磨損以及冷卻介質的流動問題。
上面結合一特定的實施例已描述了本發明。但是，顯然在權利要求書的范圍內可以設計本發明的變型，例如有關凸肋數量的變化，因為可以將所示數量的凸肋更換成一更大的或更小的數量，這將導致冷卻和流動狀態的輕微變化，從而使本發明能適用于所涉及的發動機。
權利要求
1.一內燃機用的排氣閥，包括一圓柱形閥桿(1)，該閥桿具有一帶內壁表面(12)的縱向冷卻管(2)；和一圓形的牢固地連接到閥桿(1)上的大致盤形的頭部(3)，該頭部(3)具有至少一個從閥桿的冷卻管(2)的底部(5)向頭部表面(7)上的一出口(6)延伸的冷卻管(4)，以將冷卻介質經閥桿(1)、頭部(3)傳送給發動機的廢氣，其特征是在閥桿的冷卻管(2)內插入一橫截面減小的插入件(8)。
2.如權利要求1所述的排氣閥，其特征是插入件(8)從或大致從閥桿的冷卻管的底部(5)并且沿著閥桿(1)延伸一長度(L1)，該長度(L1)對應于閥桿的長度(L2)的至少一半。
3.如權利要求1所述的排氣閥，其特征是插入件8從或大致從閥桿的冷卻管的底部(5)并且沿著閥桿(1)延伸至閥桿的幾乎整個長度(L2)。
4.如前述權利要求之一所述的排氣閥，其特征是插入件(8)由一縱向居中設置的實心中央部段(9)組成，該中央部段(9)帶有沿圓周縱向的向外凸出的凸肋(10)，從而在向外凸出的凸肋(10)之間提供用于冷卻介質的縱向槽(11)。
5.如權利要求1所述的排氣閥，其特征是閥桿的冷卻管(2)具有一圓形或多邊形橫截面，插入件的中央部段(9)具有一圓形或多邊形橫截面，并且向外凸出的凸肋(10)從中央部段(9)向冷卻管的壁表面(12)徑向地延伸。
6.如權利要求4或5所述的排氣閥，其特征是向外凸出的凸肋(10)的數量至少為6個。
7.如權利要求4～6之一所述的排氣閥，其特征是向外凸出的凸肋(10)具有一從中央部段(9)到冷卻管壁表面(12)的恒定的厚度(t)。
8.如權利要求4～7之一所述的排氣閥，其特征是向外凸出的凸肋(10)具有一徑向延伸部分(r1)，其近似等于中央部段(9)的半徑(r2)。
9.如前述權利要求之一所述的排氣閥，其特征是插入件(8)向下正好插入到閥桿冷卻管(2)的底部(5)，并且插入件的位于閥桿的冷卻管的底部(5)的一部分(13)是錐形的或漸縮形的，以允許冷卻介質通向閥頭部(3)內的冷卻管(4)。
10.如前述權利要求之一所述的排氣閥，其特征是用一輕壓配合將插入件(8)插入閥桿的冷卻管(2)內。
全文摘要
一用于內燃機的排氣閥,包括一圓柱形閥桿(1),該閥桿帶有一縱向冷卻管(2);和一圓形的牢固地連接到閥桿(1)上的大致盤形的頭部(3),該頭部(3)具有至少一個從閥桿的冷卻管(2)的底部(5)向頭部表面(7)上的一出口(6)延伸的冷卻管(4),以將冷卻介質經閥桿(1)、頭部(3)傳送給發動機的廢氣。在閥桿的冷卻管(2)內插入一橫截面減小的插入件(8)。
文檔編號F01L3/16GK1277654SQ98810576
公開日2000年12月20日 申請日期1998年8月26日 優先權日1997年8月27日
發明者R·克瓦姆斯達爾, H·P·希爾德雷 申請人:克韋爾納有限公司