CN101535604B - 用于活塞发动机的阀座圈 - Google Patents

用于活塞发动机的阀座圈 Download PDF

Info

Publication number
CN101535604B
CN101535604B CN200780042317XA CN200780042317A CN101535604B CN 101535604 B CN101535604 B CN 101535604B CN 200780042317X A CN200780042317X A CN 200780042317XA CN 200780042317 A CN200780042317 A CN 200780042317A CN 101535604 B CN101535604 B CN 101535604B
Authority
CN
China
Prior art keywords
seat ring
cooling
cooling pipe
input port
port
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN200780042317XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN101535604A (zh
Inventor
A·西尔沃南
G·利詹费尔特
J·奥詹素
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wartsila Finland Oy
Original Assignee
Wartsila Finland Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wartsila Finland Oy filed Critical Wartsila Finland Oy
Publication of CN101535604A publication Critical patent/CN101535604A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101535604B publication Critical patent/CN101535604B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L3/00—Lift-valve, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces; Parts or accessories thereof
    • F01L3/22—Valve-seats not provided for in preceding subgroups of this group; Fixing of valve-seats
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L3/00—Lift-valve, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces; Parts or accessories thereof
    • F01L3/12—Cooling of valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L3/00—Lift-valve, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces; Parts or accessories thereof
    • F01L3/12—Cooling of valves
    • F01L3/16—Cooling of valves by means of a fluid flowing through or along valve, e.g. air
    • F01L3/18—Liquid cooling of valve
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00—Liquid cooling
    • F01P3/12—Arrangements for cooling other engine or machine parts
    • F01P3/14—Arrangements for cooling other engine or machine parts for cooling intake or exhaust valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24—Cylinder heads
    • F02F1/26—Cylinder heads having cooling means
    • F02F1/36—Cylinder heads having cooling means for liquid cooling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K49/00—Means in or on valves for heating or cooling
    • F16K49/005—Circulation means for a separate heat transfer fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L3/00—Lift-valve, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces; Parts or accessories thereof
    • F01L3/02—Selecting particular materials for valve-members or valve-seats; Valve-members or valve-seats composed of two or more materials
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24—Cylinder heads
    • F02F2001/248—Methods for avoiding thermal stress-induced cracks in the zone between valve seat openings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)

Abstract

一种用于活塞发动机的阀座圈(1)，其包括布置在座圈(1)内部的冷却管道(2)、用于将冷却液体输给冷却管道(2)的输入端口(3)以及用于将冷却液体排出冷却管道(2)的排出端口(4)。输入端口(3)和排出端口(4)布置成彼此靠近，冷却管道(2)布置在输入端口(3)和排出端口(4)之间，使得冷却管道至少几乎围绕整个座圈(1)延伸。

Description

用于活塞发动机的阀座圈
技术领域
本申请涉及一种用于活塞发动机的阀座圈。
背景技术
在活塞发动机中，气缸盖的任务是封闭气缸套的上端并形成燃烧室的上部。气缸盖为燃烧过程的气体提供进气和排气通道，并为阀动机构提供基座，在柴油发动机中则是为燃料喷射阀提供基座。气缸盖还设有冷却管道以冷却需要冷却的部件。位于气缸盖中需要冷却的这些部件之一就是排气阀座圈，即排气阀盘的经受高热负荷的反面。如果座圈加热过度，它会发生永久变形，由此导致排气阀产生泄漏。
为了冷却排气阀座圈，已开发出各种解决方案。例如，在气缸盖中布置尽可能靠近座圈的冷却管道，或者采用分离的冷却液体用冷却管道，该冷却管道与座圈结合使用。这些解决方案所涉及的问题包括冷却效果不佳和冷却液体的泄漏。
发明内容
本发明的目的在于改进活塞发动机中的阀座圈的冷却。
本发明实现的目标如所附权利要求1所揭露的。依照本发明的阀座圈包括冷却管道、用于将冷却液体输入冷却管道的输入端口、以及用于将冷却液体排出冷却管道的输出端口。依照本发明，输入端口和排出端口布置成彼此接近。此外，冷却管道布置在输入端口和排出端口之间，使得冷却管道至少几乎围绕整个座圈延伸。
本发明具有诸多优点。
座圈的输入端口和排出端口布置成彼此接近，冷却液体在位于输入端口和排出端口之间的至少几乎围绕整个座圈的冷却管道中流动。由于有稳定的冷却液体循环，座圈中没有未被冷却的部分，其改进了座圈的冷却并延长了座圈的工作寿命。
在本发明的一个实施例中，座圈是一体型零件，优选地是由热等静压制成的一体型铸件或一体型零件。与由多个分离部件通过例如焊接制成的座圈相比，该座圈需要密封的表面更少，因而冷却管道中的冷却液体的泄漏会明显减少。此外，在铸件中容易将冷却水管道布置在合适位置并易于依据需要对之塑形。
在本发明的另一个实施例中，冷却液体的输入端口和排出端口布置在座圈的外围。座圈通过过盈配合连接至气缸盖，座圈的外围作为气缸盖中的反面的结合面。开口朝向座圈外围的输入端口和排出端口可紧贴地连接至冷却液体循环，它们的接合点免于遭受发动机废气。此外，座圈是通过铸造形成时，外围处的输入端口和排出端口可用作铸造型心的支撑点，因而这些端口在铸造后无需关闭或密封。
附图说明
下面参照附图更详细地描述本发明，其中：
图1为依照本发明的安装在气缸盖中的一个座圈的横截面图；以及
图2显示图1的座圈沿线A-A的截面图。
具体实施方式
附图显示活塞发动机的阀座圈1通过过盈配合安装到例如为大型柴油发动机的液体冷却的活塞发动机的气缸盖5中。座圈1的外围8适于抵靠在气缸盖5中的凹部的边缘上。气缸盖5的任务是关闭气缸套的上端并形成气缸燃烧室7的上部。此外，气缸盖5具有为气缸燃烧过程的气体而设的进气通道和排气通道6。流经进气通道和排气通道的气体受到布置成与通道相结合的阀的控制。气缸盖也作为阀动机构的基座，在柴油发动机中作为燃料喷射阀的基座。气缸盖5具有冷却液体用的流动管道，该管道是发动机冷却系统的一部分。附图显示了排气阀座圈1，其作为排气阀盘(未显示)的反面。座圈1环绕排气通道6。
座圈1包含环形冷却管道2。座圈1由在冷却管道中流动的冷却液体冷却。冷却管道2完全布置在座圈1的内部，即座圈构成冷却管道2的所有壁。座圈完全包围冷却管道2。冷却管道2几乎围绕整个座圈1延伸。座圈1还包括用于将冷却液体输入冷却管道2的输入端口3和用于将冷却液体排出冷却管道2的排出端口4。输入端口3和排出端口4连接至气缸盖5的冷却回路，或连接至它们的独立冷却回路。输入端口3和排出端口4布置成彼此接近。冷却管道2布置在输入端口3和排出端口4之间，从而使得其至少几乎围绕整个座圈1延伸。除了输入端口3和排出端口4外，冷却管道2没有其他允许冷却液体通过其流入或流出冷却管道2的开口，即冷却管道2仅与一个输入端口和一个排出端口成流体连通。此外，输入端口3和排出端口4之间的较短路线被封闭。因此，送入座圈1中的冷却液体在几乎围绕整个座圈1的位于输入端口3和排出口端4之间的冷却管道2中循环。由于冷却管道2没有分支，因此所有送入座圈1中的冷却液体仅通过在输入端口3和排出端口4之间的一条通道在冷却管道2中流动。冷却液体在座圈1中的流动方向由附图中的箭头标示。
为了提供充分的均匀冷却效果，输入端口3和排出端口4布置成尽可能地彼此接近。位于输入端口3的中心和排出端口4的中心之间的圆心角α最大为70°，优选地最大为20°。但是，圆心角α最小为5°，优选最小为10°。因此，输入端口3的中心和排出端口4的中心之间的优角圆心角β最小为290°，优选最小为340°。但是，优角β最大为355°，优选最大为350°。圆心角是连接座圈的中心P和输入端口3的中心的直线与连接座圈的中心P和排出端口4的中心的直线之间的夹角。冷却管道2围绕座圈中心P弯曲，达到优角圆心角β的范围。
输入端口3和排出端口4位于座圈1的外围8，即位于座圈1的适于通过过盈配合抵靠到气缸盖5的反面上的表面上。座圈1是一体型零件，例如是一体型铸造零件，即是通过铸造制成的。在铸造期间，在输入端口和排出端口处支撑冷却管道的铸造型心，并且还可能在别处的一些额外点上受到支撑。可选地，座圈1可用粉末冶金制造方法来制造，例如热等静压(HIP)。在这里，变成粉末的原料被装入薄膜包囊中，该薄膜包囊以将稍后执行的流体静压(约1800bar)所引起的变形考虑进去的方式与成品形状形成一致。冷却管道由管子制成，并在薄膜包囊填充粉末之前将该管子放置在该包囊中。当包囊处于高温中时，填充了粉末的包囊承受来自各个方向的均匀压力，粉末原料由此被压缩成依据模具的形状。
冷却液体通过输入端口3供应到冷却管道2中。冷却液体在几乎围绕整个座圈1的冷却管道2中循环，然后冷却液体通过排出端口4排出冷却管道2。冷却液体在围绕座圈的中心P达到优角圆心角β的冷却管道2中循环。
本发明具有不同于以上所述的实施例。在依照附图1和2的实施例中，位于输入端口3和排出端口之间的冷却管道2的较短部分被封闭，即冷却液体仅能在端口3、4之间沿着几乎围绕整个座圈的较长通道流动。冷却管2可形成完全地围绕整个座圈环形延伸，并且还具有位于输入端口3和排出端口4之间的开口较短部分。较短部分具有节流装置，使得仅有少量位于输入端口3和排出端口4之间的冷却液体流经这条通道，而大部分冷却液体沿着围绕几乎整个座圈1的较长通道流动。与依照图1和2的实施例相似，本实施例中的座圈也完全包围冷却管道。

Claims (6)

1.一种用于活塞发动机的阀座圈(1)，该座圈包括布置在座圈(1)内部的冷却管道(2)、用于将冷却液体输入冷却管道(2)的输入端口(3)以及用于将冷却液体排出冷却管道(2)的排出端口(4)，所述输入端口(3)和所述排出端口(4)布置成彼此接近，所述冷却管道(2)布置在输入端口(3)和排出端口(4)之间，使得该冷却管道几乎围绕整个座圈(1)延伸，阀座圈(1)为一体型零件，其特征在于：冷却管道(2)没有分支，冷却管道(2)完全布置在座圈(1)的内部。
2.根据权利要求1所述的座圈，其特征在于：冷却液体布置成在处于输入端口(3)和排出端口(4)之间的几乎围绕整个座圈(1)的冷却管道(2)中流动。
3.根据权利要求1-2任一项所述的座圈，其特征在于：输入端口(3)的中心和排出端口(4)的中心之间的圆心角(α)最大为70°。
4.根据权利要求1-2任一项所述的座圈，其特征在于：输入端口(3)的中心和排出端口(4)的中心之间的圆心角(α)最大为20°。
5.根据权利要求1-2任一项所述的座圈，其特征在于：输入端口(3)和排出端口(4)布置在座圈(1)的外围(8)。
6.一种用于活塞发动机的气缸盖装置，其包括气缸盖(5)，该气缸盖装置设有用于将废气排出气缸的燃烧室(7)的排气通道(6)，其特征在于：根据权利要求1-5任一项所述的阀座圈(1)布置成与排气通道(6)结合，该阀座圈通过输入端口(3)和排出端口(4)连接至冷却系统。
CN200780042317XA 2006-11-14 2007-11-12 用于活塞发动机的阀座圈 Active CN101535604B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20065722A FI124071B (fi) 2006-11-14 2006-11-14 Mäntämoottorin venttiilin istukkarengas
FI20065722 2006-11-14
PCT/FI2007/050607 WO2008059108A1 (en) 2006-11-14 2007-11-12 Valve seat insert for a piston engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101535604A CN101535604A (zh) 2009-09-16
CN101535604B true CN101535604B (zh) 2012-12-12

Family

ID=37482541

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200780042317XA Active CN101535604B (zh) 2006-11-14 2007-11-12 用于活塞发动机的阀座圈

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP2082119B1 (zh)
KR (1) KR101413950B1 (zh)
CN (1) CN101535604B (zh)
FI (1) FI124071B (zh)
WO (1) WO2008059108A1 (zh)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008050388B3 (de) * 2008-10-02 2009-10-22 Märkisches Werk GmbH Verfahren zur Reparatur von Schäden eines wassergekühlten Zylinderkopfes bei 4-Takt-Verbrennungsmotoren, sowie Zylinderkopf
DE102011007140A1 (de) * 2011-04-11 2012-10-11 Man Diesel & Turbo Se Ventilsitzring
FI124012B (en) 2012-01-18 2014-01-31 Waertsilae Finland Oy Valve seat cooling arrangement
AT513262B1 (de) 2013-01-29 2014-03-15 Avl List Gmbh Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine
DE112014000833T5 (de) * 2013-02-15 2015-11-05 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Tellerventil
AT513746B1 (de) 2013-05-08 2014-07-15 Avl List Gmbh Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine
AT513383B1 (de) 2013-05-08 2014-04-15 Avl List Gmbh Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine
US9422886B2 (en) * 2013-07-03 2016-08-23 Electro-Motive Diesel, Inc. Cylinder head assembly having cooled valve insert
EP3292281B1 (en) 2015-05-06 2020-02-12 Volvo Truck Corporation Valve seat insert
US11008973B2 (en) 2017-02-24 2021-05-18 Cummins Inc. Engine cooling system including cooled exhaust seats
AT519991B1 (de) * 2017-06-02 2019-07-15 Avl List Gmbh Zylinderkopf mit Ventilsitzringkühlung
DE102017114375A1 (de) * 2017-06-28 2019-01-03 Man Diesel & Turbo Se Ventilsitzring eines Gaswechselventils als einstückiger Gußkörper aus einer Cobalt-Chrom-Hartlegierung
CN108378675A (zh) * 2018-02-09 2018-08-10 九阳股份有限公司 一种降低油烟的炒菜机

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB668962A (en) * 1949-03-09 1952-03-26 Sulzer Ag Improvements relating to machine parts with inserted valve seats
DE10316172A1 (de) * 2002-11-15 2004-06-24 Mahle Ventiltrieb Gmbh Zylinderkopf eines Verbrennungsmotors

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1963311A (en) * 1933-04-04 1934-06-19 Olsen William Tethered projectile device
US3115125A (en) * 1961-09-25 1963-12-24 Charles O Spencer Internal combustion engine cooling system
CH614014A5 (zh) * 1977-01-28 1979-10-31 Sulzer Ag
JPS564611U (zh) * 1979-06-25 1981-01-16
JPS5650708U (zh) * 1979-09-26 1981-05-06
JPS5823214A (ja) * 1981-08-01 1983-02-10 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd 排気弁弁座部の冷却構造
JPS5850708U (ja) 1981-09-22 1983-04-06 日東電工株式会社 平面アンテナ
JPS6026110A (ja) * 1983-07-20 1985-02-09 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd 内燃機関の水冷式排気弁座
DE3829339C1 (zh) 1988-08-30 1989-12-14 Dr.Ing.H.C. F. Porsche Ag, 7000 Stuttgart, De
DE102004027084A1 (de) * 2004-06-02 2005-12-29 Man B & W Diesel Ag Gekühlter Ventilsitzring

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB668962A (en) * 1949-03-09 1952-03-26 Sulzer Ag Improvements relating to machine parts with inserted valve seats
DE10316172A1 (de) * 2002-11-15 2004-06-24 Mahle Ventiltrieb Gmbh Zylinderkopf eines Verbrennungsmotors

Also Published As

Publication number Publication date
CN101535604A (zh) 2009-09-16
EP2082119B1 (en) 2014-01-01
KR101413950B1 (ko) 2014-06-30
KR20090092765A (ko) 2009-09-01
FI20065722A0 (fi) 2006-11-14
EP2082119A4 (en) 2012-01-04
WO2008059108A1 (en) 2008-05-22
EP2082119A1 (en) 2009-07-29
FI124071B (fi) 2014-02-28
FI20065722A (fi) 2008-05-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101535604B (zh) 用于活塞发动机的阀座圈
US9624979B2 (en) Turbocharger having a bearing block device for a turbocharger housing divided in the longitudinal direction
US4400945A (en) Supercharged reciprocating internal combustion engine
KR20120099618A (ko) 다단 터보차저 장치
EP2966271A1 (en) Turbocharger turbine housing
US9797293B2 (en) Internal combustion engine with a fluid jacket
US20120285164A1 (en) Turbocharged engine with separate exhaust manifolds and method for operating such an engine
JP6233611B2 (ja) 第２の流体を用いて第１の流体を温度調節するための熱交換器
CN106988854A (zh) 用于内燃发动机的冷却系统
CN104806305B (zh) 具有冷却式涡轮的内燃发动机
JP5760094B2 (ja) 内燃機関、そのための排気弁及びシリンダヘッド、並びに、内燃機関の製造、運転及び使用
KR19980081389A (ko) 메탈 중공주조물을 제조하는 캐스팅몰드 및 방법과 그 중공주조물
US20210164108A1 (en) Cold spray nozzle and cold spray device
US10273828B2 (en) Turbine housing
KR101471514B1 (ko) 고압 도관용 연결 플랜지
JP2017089644A (ja) クロスヘッド型２ストローク・エンジン用シリンダ・ライナ
CN107448280B (zh) 包括两个排气涡轮增压器的内燃机
EP2805035B1 (en) Cooling arrangement for valve seat
CN108425737A (zh) 小型单缸水冷式柴油机
CN106536929B (zh) 迷宫活塞压缩机的壳体上部及其冷却方法以及迷宫活塞压缩机
US20210156335A1 (en) Cylinder head with integrated exhaust manifold
CN205225412U (zh) 排气出口弯管
CN115552100A (zh) 用于内燃发动机的润滑剂歧管
KR20160042846A (ko) 자기 점화 내연기관용 실린더 헤드
JPH11324691A (ja) 排気ガスタービン過給機の漏洩ガス排出装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant