CN108266245A - 用于内燃机的提升阀 - Google Patents

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Abstract

提升阀具有配置成沿纵向轴线延伸的细长杆。提升阀还包括阀体，该阀体相对于纵向轴线侧向地设置并且与细长杆的端部以间隔开的关系定位。阀体具有与细长杆的纵向轴线同轴设置的一对相对面。提升阀还包括至少两个从细长杆的端部向下悬垂并延伸离开细长杆的纵向轴线的弧形附件。每个附件的端部与限定在阀体的一个相对面上的环形区域邻接设置，环形区域的周长大于围绕纵向轴线测量的细长杆的周长。

Description

用于内燃机的提升阀
技术领域
本实用新型涉及一种阀。更具体地，本实用新型涉及配置成与内燃机的汽缸盖一起使用的提升阀。
背景技术
在本领域中众所周知的是向发动机的燃烧室提供一个或多个阀，用于将一定量的空气或燃料-空气混合物可操作地施加到燃烧室中，并且还用于促进一种或多种燃烧产物离开燃烧室。这种阀的示例包括提升阀，该提升阀至少部分地设置在与发动机相关联的汽缸盖的阀导向部分内。这种提升阀通常由细长杆组成，该细长杆借助于锥形部分延伸到阀体中。
德国专利DE 2923720公开了一种具有阀杆的阀。阀杆配置成经由两个或更多个托架形弯曲部分来承载头部封闭盘。这些弯曲部分桥接了杆的下端和盘之间的横向开放的中空空间。弯曲部分可以远离杆向下弯曲并且在轴向上朝向盘进一步向下延伸。盘可以具有向上延伸到空间中的圆锥形轮廓。盘、杆和弯曲部分可以形成为整体部件。
然而，对发动机的性能和功率密度的日益增长的需求一直迫使发动机制造商重新构思发动机部件的设计，特别是在用于发动机的阀的设计和性能方面。因此，发动机部件制造商一直在努力开发各种发动机部件，包括但不限于阀，使得开发的发动机部件具有改进的结构和性能特征，以提高发动机的整体性能和功率密度。
实用新型内容
在本实用新型的一个方面，提升阀具有配置成沿纵向轴线延伸的细长杆。提升阀还包括阀体，该阀体相对于纵向轴线侧向地设置并且与细长杆的端部以间隔开的关系定位。阀体具有与细长杆的纵向轴线同轴设置的一对相对面。提升阀进一步包括至少两个从细长杆的端部向下悬垂并延伸离开细长杆的纵向轴线的弧形附件。每个附件的一端与阀体的一个相对面上限定的环形区域邻接设置。每个附件的端部邻接的环形区域的周长大于围绕纵向轴线测量的细长杆的周长。另外或可选地，至少两个弧形附件中的每一个具有中间部分。每个弧形附件的中间部分凹入地弯曲，以便设置在纵向轴线的近侧。
在本实用新型的另一方面，提升阀具有配置成沿纵向轴线延伸的细长杆。提升阀还包括阀体，该阀体相对于纵向轴线侧向地设置并且与细长杆的端部以间隔开的关系定位。阀体具有与细长杆的纵向轴线同轴设置的一对相对面。提升阀进一步包括至少两个从细长杆的端部向下悬垂并延伸离开细长杆的纵向轴线的弧形主附件。每个主附件的端部被配置成分支成多个次附件，使得每个次附件的端部被设置成与限定在阀体的相对面中的一个上的环形区域邻接。每个次附件的端部邻接的环形区域的周长大于围绕纵向轴线测量的细长杆的周长。另外地或可选地，主附件和次附件中的每一个都凹入地弯曲，以便设置在纵向轴线的近侧。
在本实用新型的又一方面中，本文所公开的实施例还涉及一种提升阀，其具有至少两个从细长杆的端部向下悬垂且远离细长杆的纵向轴线延伸的弧形主附件。至少一个主附件的端部设置成与限定在阀体的相对面中的一个上的环形区域邻接，并且所述主附件中的至少另一个的端部被配置成分支成多个次附件，使得每个次附件的端部设置成与限定在阀体的相对面中的一个面上的环形区域邻接。主和次附件的相应端部所抵接的环形区域的周长大于围绕纵向轴线测量的细长杆的周长。
从以下描述和附图中，本实用新型的其他特征和方面将变得显而易见。
附图说明
图1是根据本实用新型的实施例的提升阀的透视图；
图2是沿着图1的平面AA'截取的提升阀的侧视图；
图3是沿着图1的平面BB'截取的提升阀的剖视图，示出了根据本实用新型的实施例的提升阀的实心结构；以及
图4是根据本实用新型的另一实施例的提升阀的剖视图，图4的剖视图示出了提升阀的体积中的通道；
图5是根据本实用新型的又一个实施例的提升阀的透视图；
图6是示出提升阀的实心结构的提升阀的侧剖视图。以及
图7是根据本实用新型的另一实施例的提升阀的侧剖视图，示出了提升阀的体积中的通道；
图8是根据本实用新型的又一实施例的提升阀的透视图；
图9是示出提升阀的实心结构的提升阀的剖视图；以及
图10是根据本实用新型的另一实施例的提升阀的侧剖视图，示出了提升阀的体积中的通道。
具体实施方式
在所有附图中将使用相同的参考标号来指示相同或类似的部件。而且，当可能存在多于一个相同类型的元件时，对本文描述的各种元件的引用是共同地或单独地进行的。然而，这样的参考本质上仅仅是示例性的。可以注意的是，除非在所附权利要求中明确提出，否则以单数形式的元素的任何引用也可以被解释为涉及复数形式，反之亦然，而不将本实用新型的范围限制为这些元素的确切数量或类型。
图1示出了根据本实用新型的实施例的提升阀100。提升阀100可以与内燃机(未示出)的汽缸盖(未示出)一起用作进气阀或排气阀。当用作进气阀时，本文所公开的提升阀100可操作地促进空气或空气-燃料混合物的进料进入发动机的燃烧室(未示出)。或者，当用作排气阀时，本文所公开的提升阀100可操作地促进一种或多种燃烧产物离开发动机的燃烧室。
继续参考图1，提升阀100具有配置成沿纵向轴线XX'延伸的细长杆102。而且，如图所示，细长杆102是圆柱形的。细长杆102的圆柱形状被配置成帮助细长杆102可滑动地设置在汽缸盖的相应圆柱形阀导向部分(未示出)内。由此想到的是，在提升阀100的操作期间，细长杆102可能需要在与发动机的汽缸盖相关联的圆柱形阀导向部分内往复运动。
虽然阀导向部分的形状被公开为圆柱形，但是在本文对圆柱形阀导向部分的引用不是限制性的。本领域技术人员将会认识到，阀导向部分可以附加地或可选地与其他结构特征结合实施。例如，可以沿着阀导向部分的长度另外限定螺旋导向件(未示出)，以便于促进润滑剂及其的输送，并且因此在操作中实现提升阀100和/或阀机构组件的其他部件的润滑。应该注意的是，这种结构特性可以根据应用的特定要求在汽缸盖的阀导向部分中实现，因此可以根据应用而变化。
提升阀100还包括阀体104，该阀体104相对于纵向轴线XX'横向设置并且与细长杆102的端部106以间隔开的关系定位。阀体104具有与细长杆102的纵向轴线XX'同轴设置的一对相对面108、110。为了方便和简单起见，相对面“108”在下文中将被称为“顶面”并用相同的数字“108”来表示。类似地，相对面110'在下文中将被称为“座面”并用相同的数字“110”表示。
提升阀100还包括至少两个弧形附件112。在图1所示的实施例中，两个弧形附件112已经示出为从细长杆102的端部106向下悬垂并且延伸离开细长杆102的纵向轴线XX'。尽管在图1所示的实施例中已经示出了两个附件112，但是可以注意到，在其它实施例中，可以在代替本文所公开的两个附件112的提升阀100中实现包括但不限于三个、四个、五个或六个附件的任何数量的附件。在本文所公开的提升阀100的设计中实现的多种附件根据应用的特定要求可以从一个应用到另一个应用变化。
每个附件112的端部114设置成与限定在相对面中的一个上的环形区域116(即，阀体104的顶面108)邻接。而且，如图1所示，每个附件112的端部114抵靠的环形区域116的周长P1大于围绕纵向轴线XX'测量的细长杆102的周长P2。提升阀100还包括限定在至少两个弧形附件112中的每一个与阀体104之间的空隙118。本文所公开的空隙118配置成在其中包括纵向轴线XX'。
如所示，每个弧形附件112具有中间部分120。参考图2，描绘了沿着图1的平面AA'截取的提升阀100的侧正视图。另外地或可选地，如图2所示的实施例所示，每个弧形附件112的中间部分120可以凹入地弯曲，以便设置在纵向轴线XX'的近侧。
图3描绘了沿着图1的截面BB'截取的提升阀100的侧剖视图。如图3所示的实施例所示，提升阀100的体积始终是实心的。然而，在如图4所示的替代实施例中，提升阀100可限定设置在每个附件112的体积内的通道122。此外，如图4所示，来自每个附件112的通道122也可以配置成在细长杆102的体积内和阀体104的体积内延伸。在该实施例中，提升阀100还可以包括设置在通道122内的冷却剂。
设置在通道122内的冷却剂可以包括，例如液态钠(Na)。可以注意到，本文所公开的冷却剂的类型和状态本质上仅仅是示例性的。在其他实施例中，冷却剂的其他状态(包括但不限于固态、半固态、液态和/或气态)可以被实施用于提升阀100的通道122中。此外，可以实施本领域技术人员已知的其他类型的冷却剂，包括但不限于钠(Na)和汞(Hg)的混合物，以代替本文所公开的钠基冷却剂。在另一个实例中，用作冷却剂的钠(Na)可以用钾(K)、合适的低共熔合金、盐、汞(Hg)或具有合适的热特性的其它组合物代替以用作冷却介质。
图5示出了根据本实用新型的另一个实施例的提升阀500。由于提升阀500的实施例通常使人联想到从图1截取的提升阀100的实施例，提升阀100和提升阀500之间类似的部件将由相似的数字400标注。
参照图5，提升阀500具有配置成沿纵向轴线XX'延伸的细长杆502。提升阀500还包括阀体504，该阀体相对于纵向轴线XX'横向设置并且与细长杆502的端部506以间隔开的关系定位。
阀体504具有与细长杆502的纵向轴线XX'同轴设置的一对相对面508、510。提升阀500进一步包括从细长杆502的端部506向下悬垂且远离细长杆502的纵向轴线XX'延伸的至少两个弧形主附件512。每个主附件512的端部514被配置成分支成多个次附件524，使得每个次附件524的端部526被设置为与限定在阀主体504的顶面508上的环形区域516邻接。此外，每个次附件524的端部526所邻接的环形区域516的周长P1大于围绕纵向轴线XX'测量的细长杆502的周长P2。提升阀500还包括限定在每个主附件512、每个次附件524和阀体504之间的空隙518。本文所公开的空隙118配置成在其中包括纵向轴线XX'。
参考图6，描绘了沿着图5的平面BB'截取的提升阀500的侧剖视图。如图6所示的实施例所示，提升阀500的体积始终是实心的。另外地或可选地，如图6所示的实施例所示，主附件512和次附件524中的每一个凹入地弯曲，以便设置在纵向轴线XX'的近侧。然而，在如图7所示的替代实施例中，提升阀500可限定设置在每个主附件512的体积内的通道522。此外，如图7所示的实施例所示，来自每个主附件512的通道522可被配置为在细长杆502的体积、次附件524的体积以及阀体504的体积内延伸。在该实施例中，提升阀500还可以包括设置在通道522内的冷却剂。
图8示出了根据本实用新型的另一个实施例的提升阀800。由于提升阀800的实施例通常使人联想到从图5截取的提升阀500的实施例，提升阀800和提升阀500之间类似的部件将由增加300的相似的数字标注。
参照图8，提升阀800具有配置成沿纵向轴线XX'延伸的细长杆802。提升阀800还包括阀体804，该阀体相对于纵向轴线XX'横向设置并且与细长杆802的端部806以间隔开的关系定位。
阀体804具有一对相对面，即顶面808和座面810，每个面都与细长杆802的纵向轴线XX'同轴设置。提升阀800进一步包括从细长杆802的端部806向下悬垂且远离细长杆802的纵向轴线XX'延伸的至少两个弧形主附件812。至少一个主附件812(例如，图8中所示的主附件“812a”)的端部814设置成与限定在阀主体804的顶面808上的环形区域816邻接。
用于例如图8中所示的主附件“812b”的主附件812中的至少另一个的端部814配置成分支成多个次附件824。此外，每个次附件824的端部826设置成与限定在阀体804的顶面808上的环形区域816邻接。在该实施例中，虽然一些主附件812延伸以直接抵靠顶面808的环形区域816，但是主附件812的其余部分可以被配置成分支成多个次附件824。因此，可以注意到，不管主附件812的端部814是否直接与环形区域816邻接或分支成多个次附件824，每个主附件812的端部814和每个次附件824的端部826被配置成与设置在阀体804的顶面808上的环形区域816邻接。
此外，环形区域816的周长P1与主附件812和次附件824中的相应一者邻接的端部814、826相比大于围绕纵向轴线XX’测量的细长杆802的周长P2。此外，如图8所示，提升阀800还包括限定在每个主附件812、每个次附件824和阀体804之间的空隙818。本文所公开的空隙818配置成在其中包括纵向轴线XX'。
参考图9，描绘了沿着图8的平面BB'截取的提升阀800的侧剖视图。如图9所示的实施例所示，提升阀800的体积始终是实心的。另外地或可选地，如图9所示的实施例所示，主附件812和次附件824中的每一个凹入地弯曲，以便设置在纵向轴线XX'的近侧。
在如图10所示的替代实施例中，提升阀800可限定设置在每个主附件812的体积内的通道822。此外，如图10所示的实施例所示，来自每个主附件812的通道822可被配置为在细长杆802的体积、次附件524的体积以及阀体804的体积内延伸。在该实施例中，提升阀800还可以包括设置在通道822内的冷却剂。
本文所公开的各种实施例将以说明性和解释性的意义被理解，并且决不应被解释为对本实用新型的限制。所有方向参考(例如，顶部、底部、上方、下方)仅用于识别目的，以帮助读者理解本实用新型，并且可以不产生限制，特别是有关设备的位置、取向或使用/或本文所公开的方法。此外，所有的连接参考(例如，连接、固定、连接、邻接、关联、连接等)仅用于帮助读者理解本实用新型，并且可以不产生限制，特别是关于位置、取向或使用本文所公开的系统和/或方法。因此，如果有的话，应该广义地解释连接参考。此外，这样的连接参考不一定推断两个元件直接相互连接。
另外，诸如但不限于“主”、“次”、“第一”、“第二”、“第三”或任何其他普通和/或数字术语的所有数字术语也应当仅被用作标识符以帮助读者理解本实用新型的各种元件、实施例、变化和/或修改，并且可以不产生任何限制，特别是关于任何元件、实施例、变型和/或修改的顺序或优选相对于或越过另一元件、实施例、变型和/或修改。
应该理解的是，针对一个实施例示出或描述的单独特征可以与针对另一个实施例示出或描述的单独特征组合。上面描述的实施方式不以任何方式限制本实用新型的范围。因此，应当理解，尽管示出或描述了一些特征以示出在功能组件的上下文中使用本实用新型，但是在不脱离如所附权利要求限定的本实用新型的精神的情况下，可以从本实用新型的范围中省略这样的特征。
工业实用性
本实用新型的实施例适用于提高内燃机的总体性能和功率密度的应用和实施。此外，本实用新型的实施例还可以通过优化实现阀升程所需的工作量来减少提升阀的质量。
此外，由于本文所公开的实施例被配置为通过主附件和/或次附件给提升阀赋予分支结构，附件与阀体之间的空隙允许在当本实用新型的提升阀被实施为用于内燃机的进气阀时，将增加量的空气或空气燃料进给到燃烧室中。类似地，当实施为排气阀时，本实用新型的提升阀中的空隙允许更大体积的燃烧产物离开燃烧室。
此外，如果使用本文所公开的提升阀进行实施，则与传统提升阀所需的阀升程量相比，进气阀或排气阀所需的阀升程量也可以减小。通过在本文所公开的提升阀的设计中引入空隙，这是可能的。而且，由于使用本文所公开的提升阀实现预定量的阀升程所需的工作量小于传统提升阀所需的工作量，因此阀升程装置可受益于通常需要使用传统的提升阀的仅需要的一小部分驱动力。
再进一步地，通过实施圆柱形细长杆，可以设想，当设置在汽缸盖的阀导向部分内时，提升阀可以在发动机操作期间围绕其纵向轴线XX'旋转。这意味着，通常在阀体的座面上发生的磨损(至少部分地由于燃烧室中的燃料-空气充量的燃烧)可以有利地分布在与阀的座表面相对应的区域在发动机操作期间允许提升阀围绕其纵向轴线XX'旋转。此外，这有助于优化阀体的座面上的磨损图案，并因此延长此处公开的提升阀的使用寿命。因此，本领域技术人员将会理解，与传统的提升阀设计相比，本文所公开的提升阀的使用寿命更持久，其中提升阀的先前已知设计需要在发动机操作期间的围绕它们各自的纵向轴线的旋转锁定位置。
在本实用新型的实施例中，还应该注意的是，存在于本实用新型的提升阀中的主附件和/或次附件优选地围绕提升阀的纵向轴线XX'以轴对称配置设置。通过这种方式，可以想到的是，围绕纵向轴线XX’的提升阀的质量或重量分布大体是均匀的，以便于当与提升阀相关联的阀升程装置在操作中，特别是当阀升程装置处于其停留状态时，促进与发动机的汽缸盖面对面的阀体的密封。此外，可以进一步想到的是，对于具有纵向轴线XX’的主和/或次附件的凹形配置，本实用新型的提升阀针对在操作期间通常遇到的力施加最大量的结构完整性。
尽管已经参照上面的实施例具体示出和描述了本实用新型的各方面，但是本领域技术人员将会理解，可以通过对所公开的实施例的修改来设想各种另外的实施例，而不脱离所公开的本实用新型的精神和范围。应当理解这样的实施例落入基于权利要求及其任何等同物所确定的本实用新型的范围内。

Claims (20)

1.一种提升阀，其特征在于包括：
沿着纵向轴线延伸的细长杆；
阀体，其相对于所述纵向轴线侧向地设置并且与所述细长杆的端部以间隔开的关系定位，所述阀体具有与所述细长杆的所述纵向轴线同轴设置的一对相对面；以及
至少两个弧形附件，其从所述细长杆的所述端部向下悬垂并延伸远离所述细长杆的所述纵向轴线，其中每个附件的端部设置为与限定在所述阀体的一个所述相对面上的环形区域邻接，并且其中所述环形区域的周长大于围绕所述纵向轴线测量的所述细长杆的周长。
2.根据权利要求1所述的提升阀，其特征在于还包括限定在所述至少两个弧形附件中的每一个与所述阀体之间的空隙，所述空隙被配置为在其中包括所述纵向轴线。
3.根据权利要求1所述的提升阀，其特征在于所述提升阀的体积始终是实心的。
4.根据权利要求1所述的提升阀，其特征在于至少两个弧形附件中的每一个具有中间部分，所述中间部分凹入地弯曲以便设置在所述纵向轴线的近侧。
5.根据权利要求1所述的提升阀，其特征在于所述细长杆的形状是圆柱形的。
6.根据权利要求1所述的提升阀，其特征在于所述至少两个弧形附件包括两个以上的弧形附件。
7.根据权利要求1所述的提升阀，其特征在于还包括设置在所述至少两个弧形附件中的每一个的体积内的通道。
8.根据权利要求7所述的提升阀，其特征在于所述通道配置成在所述细长杆的体积内和所述阀体的体积内延伸。
9.根据权利要求7所述的提升阀，其特征在于还包括设置在所述通道中的冷却剂。
10.一种提升阀，其特征在于包括：
沿着纵向轴线延伸的细长杆；
阀体，其相对于所述纵向轴线侧向地设置并且与所述细长杆的端部以间隔开的关系定位，所述阀体具有与所述细长杆的所述纵向轴线同轴设置的一对相对面；以及
至少两个弧形主附件，其从所述细长杆的所述端部向下悬垂并延伸远离所述细长杆的所述纵向轴线，其中每个主附件的端部配置成分支成多个次附件，其中每个主附件的端部设置为与限定在所述阀体的一个所述相对面上的环形区域邻接，并且其中所述环形区域的周长大于围绕所述纵向轴线测量的所述细长杆的周长。
11.根据权利要求10所述的提升阀，其特征在于还包括限定在所述至少两个弧形主附件中的每一个、所述多个次附件和所述阀体之间的空隙，所述空隙被配置为在其中包括所述纵向轴线。
12.根据权利要求10所述的提升阀，其特征在于所述提升阀的体积始终是实心的。
13.根据权利要求10所述的提升阀，其特征在于至少两个弧形主附件和所述多个次附件中的每一个凹入地弯曲，以便设置在所述纵向轴线的近侧。
14.根据权利要求10所述的提升阀，其特征在于所述细长杆的形状是圆柱形的。
15.根据权利要求10所述的提升阀，其特征在于还包括设置在所述至少两个弧形主附件中的每一个的体积内的通道。
16.根据权利要求15所述的提升阀，其特征在于所述通道配置成在所述细长杆的体积内、每个次通道的体积内和所述阀体的体积内延伸。
17.根据权利要求15所述的提升阀，其特征在于还包括设置在所述通道中的冷却剂。
18.一种提升阀，其特征在于包括：
沿着纵向轴线延伸的细长杆；
阀体，其相对于所述纵向轴线侧向地设置并且与所述细长杆的端部以间隔开的关系定位，所述阀体具有与所述细长杆的所述纵向轴线同轴设置的一对相对面；以及
至少两个弧形主附件，其从所述细长杆的所述端部向下悬垂并且延伸离开所述细长杆的所述纵向轴线，其中至少一个主附件的端部设置为与限定在所述阀体的一个所述相对面上的环形区域邻接，并且其中至少另一个所述主附件的端部被配置为分支成多个次附件，并且其中每个次附件的端部被设置成与限定在所述阀体的一个所述相对面上的环形区域邻接，并且其中所述环形区域的周长大于围绕所述纵向轴线测量的所述细长杆的周长。
19.根据权利要求18所述的提升阀，其特征在于还包括限定在所述至少两个弧形主附件中的每一个、所述多个次附件和所述阀体之间的空隙，所述空隙配置成在其中包括所述纵向轴线。
20.根据权利要求18所述的提升阀，其特征在于至少两个弧形主附件和所述多个次附件中的每一个凹入地弯曲，以便设置在所述纵向轴线的近侧。
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