(57)【要約】単気筒または多気筒内燃エンジンにおいて、シリンダヘッド（７）内に排出路（１２，１４）を設け、これの一端部が環状ガスケット内においてシリンダライナ（２）の内側縁部の領域内で放射方向に開口しており、別の端部はシリンダヘッド（７）内の吸気管（１３）または排気管（１５）に接続する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各シリンダに対して独立したシリンダヘッド（７）が設けられ、これはクランクハウス（６）のシリンダ孔（１）に内張りされたシリンダライナ（２）上に気密に装着され、さらにこれがシリンダヘッド（７）方向においてライナフランジ（３）で終止しており、このライナフランジはシリンダ孔（１）の対応する取り付け部（４）上に装着され、シリンダライナ（２）の端面側の環状面（９）とこれに接続しているシリンダヘッド（７）との間に環状ガスケットが設けられる、特に４サイクルディーゼルエンジン等の単気筒または多気筒内燃エンジンのシリンダヘッドガスケットにおいて、
シリンダヘッド（７）内に排出路（１２，１４）を設け、これの一端部が環状ガスケット内においてシリンダライナ（２）の内側縁部の領域内で放射方向に開口しており、別の端部はシリンダヘッド（７）内の吸気管（１３）または排気管（１５）に接続することを特徴とするシリンダヘッドガスケット。
【請求項２】
シリンダごとに２つの排出路（１２，１４）を設け、そのうち一方が吸気管（１３）に他方が排気管（１５）に接続していることを特徴とする請求項１記載のシリンダヘッドガスケット。
【請求項３】
シリンダヘッド（７）はその内側端面が旋削によって形成されたネック突出部材（８）によって終止しており、これは緩やかな圧入によって対応するシリンダライナ（２）の内側縁部内に嵌合することを特徴とする請求項１記載のシリンダヘッドガスケット。
【請求項４】
各排出路（１２，１４）の内側端部が対応するシリンダライナ（２）の内側回転縁部に接合している環状空間（２６）内に向かって開口することを特徴とする請求項１記載のシリンダヘッドガスケット。
【請求項５】
環状空間（２６）はシリンダヘッド（７）とシリンダライナ（２）および／またはこれらの部材のシリンダライナ（２）の内側回転縁部に接合しているランド、ノッチあるいは段部等との間の軸方向の離間距離によって形成することを特徴とする請求項４記載のシリンダヘッドガスケット。
【請求項６】
環状ガスケットはＯリング（１１）によって形成され、これはシリンダヘッド（７）、シリンダライナ（２）、ならびにシリンダ孔（１）によって仕切られた環状溝（９）内に全ての面がこの環状溝（９）内で圧着されるように収容されることを特徴とする請求項１記載のシリンダヘッドガスケット。
【請求項７】
環状溝（９）はシリンダヘッド（７）内および／またはシリンダライナ（２）の外側回転縁部内に旋削によって形成されることを特徴とする請求項１記載のシリンダヘッドガスケット。
【請求項８】
シリンダライナ（２）とシリンダヘッド（７）を環状溝（９）内において軸方向に向かって直接的に相互に接合し、締付ボルトによって面的に圧着されている環状の密封および支持面を形成することを特徴とする請求項７記載のシリンダヘッドガスケット。
【請求項９】
シリンダライナ（２）とシリンダヘッド（７）は締付ボルトによって面的に圧着されている金属製のガスケットリング（２５）を介して環状溝（９）内において軸方向に互いに対して支持されることを特徴とする請求項７記載のシリンダヘッドガスケット。
【請求項１０】
シリンダヘッド（７）とシリンダライナ（２）との間の軸方向の離間距離はガスケットリング（２５）によって形成され、これは排出路（１２，１４）の内側端部が接続している環状空間（２６）内に放射方向外側に接合することを特徴とする請求項５ないし９のいずれかに記載のシリンダヘッドガスケット。
【請求項１１】
ライナフランジ（３）とこれを支持するよう作用するシリンダ孔（１）の取り付け部（４）との間に軸方向に限定的に変形可能な金属製補償リング（５）を設けることを特徴とする請求項１記載のシリンダヘッドガスケット。
【請求項１２】
アルミニウム合金製のシリンダヘッド（７）ならびにシリンダライナ（２）をねずみ銑からのガス遠心分離法によって製造することを特徴とする請求項１記載のシリンダヘッドガスケット。
【請求項１３】
シリンダヘッド（７）とシリンダライナ（２）との間の継ぎ目を架橋する、少なくとも燃焼室（１９）に接合している金属製ガスケットリング（２９）をシリンダライナ（２）ならびにシリンダヘッド（７）の内側の平らな旋削部（３０）内に配置することを特徴とする請求項１記載のシリンダヘッドガスケット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
この発明は、特に４サイクルディーゼルエンジン等の単気筒または多気筒内燃エンジンのシリンダヘッドガスケットに係り、各シリンダに対して独立したシリンダヘッドが設けられ、これはクランクハウスのシリンダ孔内に張り付けられたシリンダライナ上に気密に装着され、このシリンダライナのシリンダヘッド方向はライナフランジで終止しており、このライナフランジはシリンダ孔内の取り付け部上に装着され、シリンダライナの端面側の環状面とこれに接続しているシリンダヘッドとの間に環状ガスケットが設けられるシリンダヘッドガスケットに関する。
【０００２】
ドイツ特許公開第１９６５２０４９号公報には、独立したシリンダヘッドを有する多気筒４サイクルディーゼルエンジンが記載されている。これにおいてはクランクケース内のシリンダ孔がヘッド側にライナフランジを有するライナによって内張りされている。このライナフランジはシリンダ孔内の取り付け部上に装着されている。シリンダヘッドはシリンダライナの端面側に環状面に対向して垂直に支持され、ここでシリンダヘッドとシリンダライナとの間には金属製の水および気体を封止するための環状ガスケットが設けられるとともに、追加的に燃焼ガス密封用として切断して継ぎ目を形成し互い違いに回転してずらされた２つのガスケットリングが挟み込まれ、その内面が燃焼室に接続している。
【０００３】
既知のエンジン構造においてはシリンダ孔に対してのシリンダヘッドとライナの密封が問題となる。水冷式のエンジンにおいて、少なくともライナが沈浸するように取り付けられている場合その部分でシリンダヘッドの周囲面とクランクケース内のシリンダ孔との間の水路とライナのライナフランジの周囲面とシリンダ孔との間の油路とが交接する。さらに、脈動によって燃焼室内の燃焼ガスが環状ガスケットに到達しそこで冷却水に接触してエンジンの油室内に浸入する危険が生じる。さらに、環状ガスケットの形状に応じてこれが高温のガスの作用によって早期に破損する危険も生じる。
【０００４】
従って、本発明の目的は極めて安全かつ耐久性の高いシリンダヘッドとシリンダライナとの間の環状ガスケットを提供し、これによって水路ならびに油路を互いに対して密封し、これらの流路内への燃焼ガスの混入を有効に防止することである。この際、好適な環状ガスケットは特に高い軸方向荷重は必要とせず、環状リングに接合している構成部材間において不要な応力を防止することが達成される。
【０００５】
前記の課題は、冒頭に述べた種類のシリンダヘッドガスケットにおいて、シリンダヘッドに排出路を設け、これの一端部が環状ガスケット内のシリンダライナ内縁部の領域で放射方向に開口しており、別の端部はシリンダヘッド内の吸気管または排気管に接続していることによって解決される。
【０００６】
シリンダごとに２つの排出路を設け、そのうち一方が吸気管に他方が排気管に接続していることが好適である。
【０００７】
この排出路は、燃焼ガスの脈動の結果生じる漏れガスが環状ガスケットに到達してそこで有害なガス圧を発生させる前に短い経路を通じて吸気または配水管内に流出させることを可能にする。従って、これらの排出路は環状ガスケットによって閉鎖された環状の割れ目によって直接的に圧力解放するよう作用する。排出孔による漏れガスの直接的な排出によってエンジンの水室および油室のガスに対する効果的な密封が達成される。
【０００８】
本発明の適用は水冷式エンジンに限られるものではなく；それどころか環状ガスケットの形式にそれほど厳しい要件のない空冷式のエンジンにおいてもさらに効果的である。複数のシリンダ孔を遮蔽している大面積のシリンダヘッドガスケットを有する一般的なエンジン構造と異なって、本発明によれば付属するシリンダヘッドを有する各シリンダ孔に対して独立した環状ガスケットが設けられる。
【０００９】
本発明の特に好適な構成形態によれば、シリンダヘッドはその内側端面が旋削によって形成されたネック突出部材によって終止しており、これは緩やかな圧入によって対応するシリンダライナの内部空間内に嵌合している。この際一般的にシリンダ直径に応じて４ないし６ｍｍの高さからなる比較的小さなネック突出部を設ければ充分である。緩やかな圧入としてはシリンダヘッドの周囲部への約Ｈ６，ｍ６の圧入が好適である。この種の圧入が効果的な放射方向の密封を形成することによって、高い軸方向圧力がかかる環状ガスケットは殆ど不要となる。それどころか、シリンダヘッドを固定するための締付ボルトによってもたらされる軸方向応力を発生する燃焼圧力よりもわずかに大きくなるように設定すれば充分である。
【００１０】
本発明の別の好適な構成形態によれば、排出路によって燃焼ガスを迅速に排出するために、各排出路の内側端部が対応するシリンダライナの内側回転縁部に接合している環状空間内に開口している。
【００１１】
この際この環状空間は、シリンダヘッドとシリンダライナおよび／またはシリンダライナの内側回転縁部に接合している部材のランド、ノッチあるいは段部等との間の軸方向の離間距離によって形成することができる。この方式によって、ガス漏れが生じた際に直ちに圧力補償を行うことが可能により、環状ガスケットは有害な圧力変動にも水冷エンジンの場合１３０℃未満のものとなる高温にもさらされることはない。
【００１２】
特に水冷式エンジンにおいて、環状ガスケットをＯリングによって形成することが特に好適であり、これはシリンダヘッド、シリンダライナ、ならびにシリンダ孔によって仕切られた環状溝内に全ての面がこの環状溝内で圧着されるように収容されている。
【００１３】
この環状溝はシリンダヘッドおよび／またはシリンダライナの外側回転縁部内に旋削によって形成されている。この際錐形の旋削部を使用することもでき、この場合これがシリンダヘッド上に加えてさらにシリンダライナ上にも形成されていることが好適であり、従ってこれらの構成部材を合わせる際には旋削部間に挿入されたＯリングがシリンダ孔に対して強固に圧着され、シリンダ孔の内周上において水路および油路に対する効果的な密封が達成される。
【００１４】
これに対して空冷式のエンジンにおいてはこの種のＯリングは省略することができ；この際１つまたは複数の排出路とともにシリンダヘッドのネック突出部とシリンダライナの内周間に形成された放射方向の封止で充分なものとなる。
【００１５】
本発明によれば、この種の放射方向封止に加えて、シリンダライナとシリンダヘッドをＯリングのための環状溝内において軸方向に向かって直接的に接合させ、シリンダヘッドの固定のための締付ボルトによる面圧着下にある環状の密封および支持面が形成されることによって追加的な軸方向封止が達成される。この際、実用的な構成形態においては約１ｍｍの放射方向の幅を有する軸方向環状密封面が形成される。
【００１６】
シリンダライナとシリンダヘッドが環状溝内でシリンダヘッドを固定するための締付ボルトによる面圧着下にある金属製のガスケットリングを介して軸方向において互いに支持されるような方式の組合せシリンダヘッドガスケットの一部としてＯリングを設けることによって、極めて長いＯリングの寿命を達成することができる。この種のガスケットリングは銅から形成することが好適であり、これによってＯリングに対して完全なガス密封が達成される。
【００１７】
さらに、この種の金属製ガスケットリングは、シリンダヘッドとシリンダライナとの間の軸方向の離間距離がガスケットリングによって形成されるという利点を有しており、これは排出路の内側端部が接続している環状空間内に放射方向外側に接合している。この際この種の環状空間を形成するための接合している部材間における溝またはランドの形成を省略することができる。
【００１８】
この種の銅製ガスケットリングはその可塑性の変形特性からシリンダライナに対するシリンダヘッドの位置に関して限定的な調節が可能となり、従って燃焼室を正確な位置に調節しその結果所定の気密特性を確立することが可能になる。同様な効果が、ライナフランジとこれを支持するよう作用するシリンダ孔内の取り付け部との間に軸方向に限定的に変形可能な金属製補償リングを設けることによって達成される。このため、鋼鉄、アルミニウムまたは合金製の中空リングまたは中央が開口したＵ形状のリングが好適である。これらの補償リングは密封効果を全く有しておらず、単に燃焼室の隙間寸法要件を充足させるための変形可能な流動部材として機能する。
【００１９】
本発明の別の構成形態によれば、アルミニウム合金製のシリンダヘッドならびにシリンダライナをねずみ銑（Ｇｒａｕｇｕｓｓ）からのガス遠心分離法によって製造する。この材料によって、シリンダライナに比べて高いシリンダヘッドのガス伸縮性のため稼動温度が上昇している際のこれら２つの構成部材間において上昇する圧力に応じてガス密封性が改善される。冷えた状態からのエンジン始動に際してのみ一定のガス漏れを考慮する必要があり、これはピストンリングの一般的な吹き抜け値の分数分程度にしか到達しないためである。
【００２０】
シリンダヘッドとシリンダライナとの間に環状ガスケットとしてＯリングを設けない空冷式のエンジンにおいて、シリンダヘッドとシリンダライナとの間の継ぎ目を架橋する、少なくとも燃焼室に接合している金属製ガスケットリングをシリンダライナの内側の平らな旋削部内に配置することが好適である。この種の金属製ガスケットリングはピストンリングと同様にスリットを入れた薄板ピストンリングとして０．２ないし０．３ｍｍの厚さを有するＶ２Ａ鋼材から形成することができ、この際周囲方向において互いにずらされた継ぎ目を有する、２つのこの種のガスケットリングを備えることができる。さらに、分割されずに較正されこれに応じて小さな壁厚を有する鋼鉄製ピストンリングも好適であり、これはいずれの場合も圧縮および燃焼圧力によって対応するシリンダライナおよびシリンダヘッドの旋削部内に圧着される。
【００２１】
次に、本発明の複数の実施例につき添付図面を参照しながら説明する。
【００２２】
図１には、クランクケース６内にあるシリンダ孔１内のシリンダライナ２の上端が示されており、これは拡幅されたライナフランジ３で終止している。これは後側がシリンダ孔１の取り付け部４に嵌合している。取り付け部４とライナフランジ３との間には補償リング５が挿入されており、これは中空の真鍮リング（図２）から形成されている。
【００２３】
アルミニウム合金からなるシリンダヘッド７は、（ドイツ工業規格）ＤＩＮ７１５７に従ったＨ６／ｍ６の緩やかな圧入によってシリンダ孔１内に圧入されている。これは取り付け部材として平板状のネック突出部８を備えており、これによってシリンダライナ２の内側に嵌合している。ライナフランジ３の端面側環状面９（図２）とシリンダヘッド７との間にはＯリング１１が存在している。これは、シリンダヘッド７、シリンダライナ２およびシリンダ孔１によって形成された壁部の全てに着合するよう環状溝９内に圧着されている。シリンダヘッド７には排出路１２が連通しており、これは一方でシリンダライナ２の内側縁部に向かって開口し、他方ではシリンダヘッド７の内側の吸気管１３内に向かって開口している。反対側に位置する排出路１４は排気管１５内に向かって開口している。
【００２４】
さらに、図１のシリンダヘッド７の領域には冷却水管１６ならびにポンプノズルあるいはノズルホルダ組合せ部材用の収容孔１７が示されている。
【００２５】
図２においては、さらにシリンダライナ２の端面側内側縁部にランド１８が示されている。このランド１８は環状空間２６を形成しており、この中に漏れガスが収容されて排出路１２を介して排出され、ここで漏れガスとは燃焼室１９からの燃焼ガスであり、これはネック突出部８とその周囲に接合しているシリンダライナ２の末端側内壁の間の環状隙間による排出ガス脈動によって上方すなわち矢印Ｇの方向に推進されるものである。Ｏリング１１によってライナフランジ３の外周上で矢印Ｏの方向に延在する油路がシリンダヘッド７とシリンダ孔１との間の周囲隙間部内を下方すなわち矢印Ｗの方向に延在している水路に対して確実に密封される。高温の燃焼ガスが矢印Ｇに従って直ちに環状空間２６内に収容され排出路１２によって排出されることによって、Ｏリング１１は温度負荷から防護され、これによってその寿命が延長される。さらに、冷却水または油循環系への有害なガスの進入が抑制される。矢印Ｏに従った油路には油循環系によって供給が行われ、この油循環系によってシリンダライナ２はその外周部が沈浸するようにシリンダ孔１の下側部分内に配設される。補償リング５は増強された密封作用を備えていないため、潤滑油循環系からの油は補償リング５を通過してライナフランジ３の外周とシリンダ孔１との間に到達する。
【００２６】
図３に示された変更例において、Ｏリング１１はシリンダヘッド７の適宜な斜め旋削部とライナフランジ３との間に三角形状に圧接されている。クランクケース６の分割面に向かって開口している溝内に輪型ガスケット２０が収納され、これは矢印Ｗ方向の水路および矢印Ｏ方向の油路を破線の網目模様で示されている分割面の領域で封止している。グラブねじ（Ｍａｄｅｎｓｃｈｒａｕｂｅ）２１の溝切りされた内側端部２２が対応するライナフランジ３の窪み２３内に嵌合し、これによってシリンダライナ２が回転しないように固持される。排出路１２の左側近傍にはバルブシートリング（２４）の一部が示されている。
【００２７】
図４ないし図６の変更例においては、いずれもＯリング１１として環状ガスケットが示されており、これは他の全ての実施例と同様に輪型ガスケット２０と組合されている。加えて、これらの図にはシリンダヘッド７とシリンダライナ２との間の軸方向ガスケットとして金属製のガスケットリング２５が示されている。この金属製ガスケットリング２５は例えば銅等の変形性金属からなることが好適であり、これによって接合している封止面に極めて良好に密着するとともに燃焼室の隙間寸法要件を充足するためにシリンダヘッド７とシリンダライナ２との間において限定的な軸方向調節を可能にする。
【００２８】
図５において、シリンダヘッド２は、ガスケットリング２５、シリンダヘッド７、およびシリンダライナ２の下側に形成された環状空間２６を備えており、この内部に向かって排出路１２が開口し、ランド２７がシリンダライナ２と共に三角形状に周回する断面を有する空洞部を形成し、これはプレスされた金属編組２８またはその他の例えば銅からなる適宜な成形部材によって気密に充填されている。このプレスは、シリンダヘッド７がシリンダ孔内に装入される際に四角形状の断面からなるプレスされてない状態の金属編組製リングが圧縮されることによって実施される。
【００２９】
図６の変更例においては、燃焼室１９に接合している金属製のガスケットリング２９が示されており、これはシリンダヘッド７とシリンダライナ２との間の継ぎ目を架橋し、シリンダライナ２の内面上の旋削部３０内に配置されている。このガスケットリング２９は溝切りされたＶ２Ａ鋼鉄リングからなるか、あるいは少なくとも２枚の開口した薄壁状の鋼鉄リングを組み合わせて形成され、これらはその分割面を周回方向においてずらせて配置されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】
シリンダおよびシリンダヘッドの上端を示す断面図である。
【図２】
図１のＩＩ部分の拡大図である。
【図３】
別の変更例を示す図２と同様な断面図である。
【図４】
別の変更例を示す図２と同様な断面図である。
【図５】
別の変更例を示す図２と同様な断面図である。
【図６】
別の変更例を示す図２と同様な断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
2004505196.tif 000028
2004505196.tif 000029
2004505196.tif 000030
2004505196.tif 000031
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