专利名称：内燃机的排气阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一内燃机的排气阀，包括一圆柱形阀杆，该阀杆具有一带一内壁表面的纵向冷却管；和一圆形的牢固地连接到阀杆上的大致盘形的头部，该头部(3)具有至少一个从阀杆的冷却管的底部向头部表面上的一出口延伸的冷却管，以将冷却介质经阀杆、头部传送给发动机的废气。
在挪威专利申请第972301号中描述了这种类型的一阀，其中一通道经阀杆和阀头部延伸，通向与阀的下游侧相连通的一阀表面部分。
为了在一发动机内获得高效率，阀必须能经受高温，因此必须选择能经受高温的一阀材料。另外，最好是对阀进行冷却。对于上述阀，对阀头部的冷却是满意的，但对阀杆的冷却却不令人满意。
本发明的一目的是提供一种上述导言中提及类型的阀，其中阀杆的冷却要好于已知阀的情况。
上述目的，在上述导言中提及类型的一阀基础上，通过在权利要求书中限定的特征方案而实现。
现参照附图更详细地描述该阀，其中
图1是一通过本发明的一阀的纵向剖视图；图2是沿图1的II-II线的一横剖视图；图3是在根据本发明的一阀中所使用的一阀插入件的一放大横剖视图；图4是通过根据本发明的一阀之阀头部的放大纵向剖视图。
相同的参考标记用于不同图中对应的零件或部分。
图1表示内燃机的一排气阀，包括一圆柱形阀杆1和一圆形的牢固地连接到该阀杆上的大致盘形的头部3。当阀用在一燃烧发动机内时，头部3将被带至与一未示出的阀座交替地接触，并且被通过的废气加热。根据发动机的设计，同样的废气也会将阀杆加热到一或多或少的程度。
阀杆1具有一纵向冷却管2，其在底部5处连接到头部3内的冷却管4。冷却管4通向头部的表面7上的一出口6。当发动机运转时，通常是空气的冷却介质穿过阀杆1和头部3内的冷却管到达出口6，在此冷却介质与发动机的废气混合。由此阀杆和头部两者都被冷却。
根据本发明在阀杆的冷却管2内插入一横截面减小的插入件8。该插入件促使冷却介质以一更高的速率沿插入件流动，从而获得从阀杆1到插入件所在区域中的冷却介质的更好的传热。该改善的传热是假定为这样的事实引起的冷却介质以高速率流动，因此与低速流动时相比，冷却介质沿冷却管的壁表面12可破碎一更大部分的边界层。
显然冷却介质的一高速流动也可通过增大供给的冷却介质的量来获得，但这必须增大冷却介质输送管道和设备的尺寸，其中输送设备通常是一压缩机，其输送冷却介质。冷却介质量的增大也必须增大发动机的输出管的尺寸。这样的一尺寸增大是不希望的。当然，通过减小阀杆的冷却管2的横截面面积也可获得冷却介质流速的增大，但这将同时减小冷却管的壁表面12的面积，从而减小了从阀杆1向冷却介质的传热。因此，希望具有一大的横截面面积的冷却管。
在一优选实施例中，参见图1，插入件8以这样的一方式设置，以至于其从、或大致从阀杆的冷却管的底部5并且沿着阀杆1延伸一长度L1，该长度L1对应于阀杆的长度L2的至少一半。由此在最暴露给热的废气的区域内获得了阀杆1的改进的冷却。
在另一优选实施例中，插入件8以这样的方式设置，以至于其从、或大致从阀杆的冷却管的底部5并且沿着阀杆1延伸至阀杆的几乎整个长度L2。由此获得了整个阀杆1的改进的冷却。
图2是经冷却管2和插入件8的一横剖视图，其表示另一优选实施例，其中插入件8由一纵向对中设置的实心中央部段9组成，该中央部段9带有沿圆周纵向的向外凸出的凸肋10，从而在向外凸出的凸肋10之间提供用于冷却介质的纵向槽11。这会促使冷却介质沿冷却管的壁表面12通过，从而导致从阀杆1向冷却介质为一较高程度的传热。
在另一优选实施例中，参见图2，阀杆的冷却管2具有一圆形或多边形横截面，而与此同时插入件的中央部段9具有一圆形或多边形横截面，并且位于冷却管2的中间。向外凸出的凸肋10从中央部段9向冷却管的壁表面12径向地延伸。从而沿冷却管的壁表面12获得槽11的一均匀分布，故造成从阀杆1向冷却介质的一均匀的传热。
图3表示再一实施例，其中向外凸出的凸肋10的总数量至少为6个。由此沿冷却管的壁表面12获得冷却介质的一均匀分布，从而确保从阀杆1向冷却介质的一均匀传热。
在再一实施例中，参见图3，向外凸出的凸肋10具有一从中央部段9到冷却管壁表面12的恒定厚度t，即在其整个区域上，由r1表示。这给插入件带来适当的强度，而与此同时槽11获得一梯形的横截面，其中梯形的最大边位靠于冷却管的壁表面12处，从而确保从阀杆1向冷却介质的满意的传热。
在再一优选实施例中，参见图3，向外凸出的凸肋10具有一径向延伸部分r1，其近似等于中央部段9的半径r2。其结果是槽11的梯形横截面获得这样的一形状，该形状能提供在希望冷却介质有较高的流率、冷却管2内有较低的流动阻力和从阀杆1到冷却介质有良好的传热之间的一合理的协调。
图4是经阀头部的一放大的纵向剖视图，其表示另一实施例，其中插入件8向下正好插入到阀杆冷却管2的底部5，并且插入件的位于阀杆的冷却管的底部5的一部分13是锥形的或渐缩形的，以允许冷却介质通向阀头部3内的冷却管4。这提供插入件8在冷却管2内的一有利的连接方式，因为该插入件可向下正好插入到冷却管的底部，即抵靠到底部上。插入件的另一端可以用各种方式连接到阀杆的上部，例如通过焊接或冷却管2内插入一内部柱塞。这种连接是现有技术，因此不予进一步描述。
在另一优选实施例中，以一轻压装配(配合)将插入件8插入阀杆的冷却管2内。由此获得了插入件的一简单的安装，而与此同时提供这样的一阀杆，其中插入件静置于冷却管内并且紧贴其运动而没有任何间隙，而如果有间隙的话将造成在插入件和冷却管上不希望的磨损以及冷却介质的流动问题。
上面结合一特定的实施例已描述了本发明。但是，显然在权利要求书的范围内可以设计本发明的变型，例如有关凸肋数量的变化，因为可以将所示数量的凸肋更换成一更大的或更小的数量，这将导致冷却和流动状态的轻微变化，从而使本发明能适用于所涉及的发动机。
权利要求
1.一内燃机用的排气阀，包括一圆柱形阀杆(1)，该阀杆具有一带内壁表面(12)的纵向冷却管(2)；和一圆形的牢固地连接到阀杆(1)上的大致盘形的头部(3)，该头部(3)具有至少一个从阀杆的冷却管(2)的底部(5)向头部表面(7)上的一出口(6)延伸的冷却管(4)，以将冷却介质经阀杆(1)、头部(3)传送给发动机的废气，其特征是在阀杆的冷却管(2)内插入一横截面减小的插入件(8)。
2.如权利要求1所述的排气阀，其特征是插入件(8)从或大致从阀杆的冷却管的底部(5)并且沿着阀杆(1)延伸一长度(L1)，该长度(L1)对应于阀杆的长度(L2)的至少一半。
3.如权利要求1所述的排气阀，其特征是插入件8从或大致从阀杆的冷却管的底部(5)并且沿着阀杆(1)延伸至阀杆的几乎整个长度(L2)。
4.如前述权利要求之一所述的排气阀，其特征是插入件(8)由一纵向居中设置的实心中央部段(9)组成，该中央部段(9)带有沿圆周纵向的向外凸出的凸肋(10)，从而在向外凸出的凸肋(10)之间提供用于冷却介质的纵向槽(11)。
5.如权利要求1所述的排气阀，其特征是阀杆的冷却管(2)具有一圆形或多边形横截面，插入件的中央部段(9)具有一圆形或多边形横截面，并且向外凸出的凸肋(10)从中央部段(9)向冷却管的壁表面(12)径向地延伸。
6.如权利要求4或5所述的排气阀，其特征是向外凸出的凸肋(10)的数量至少为6个。
7.如权利要求4～6之一所述的排气阀，其特征是向外凸出的凸肋(10)具有一从中央部段(9)到冷却管壁表面(12)的恒定的厚度(t)。
8.如权利要求4～7之一所述的排气阀，其特征是向外凸出的凸肋(10)具有一径向延伸部分(r1)，其近似等于中央部段(9)的半径(r2)。
9.如前述权利要求之一所述的排气阀，其特征是插入件(8)向下正好插入到阀杆冷却管(2)的底部(5)，并且插入件的位于阀杆的冷却管的底部(5)的一部分(13)是锥形的或渐缩形的，以允许冷却介质通向阀头部(3)内的冷却管(4)。
10.如前述权利要求之一所述的排气阀，其特征是用一轻压配合将插入件(8)插入阀杆的冷却管(2)内。
全文摘要
一用于内燃机的排气阀,包括一圆柱形阀杆(1),该阀杆带有一纵向冷却管(2);和一圆形的牢固地连接到阀杆(1)上的大致盘形的头部(3),该头部(3)具有至少一个从阀杆的冷却管(2)的底部(5)向头部表面(7)上的一出口(6)延伸的冷却管(4),以将冷却介质经阀杆(1)、头部(3)传送给发动机的废气。在阀杆的冷却管(2)内插入一横截面减小的插入件(8)。
文档编号F01L3/16GK1277654SQ98810576
公开日2000年12月20日 申请日期1998年8月26日 优先权日1997年8月27日
发明者R·克瓦姆斯达尔, H·P·希尔德雷 申请人:克韦尔纳有限公司