CN1236197C - 用于使用一个球形回转阀组件的发动机的冷却系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于使用固定安装在一个转动轴(20、34)上的球形回转进气和排气阀(18、32)的内燃机的改进的冷却系统，该改进包括在该轴(20、34)中形成一个纵向通孔(52、54)，该通孔(52、54)在工作中与用于冷却剂经过该轴(20、34)的循环的一个进口连接件(60)和一个出口连接件(60)密封接触，冷却剂与用于发动机的冷卸剂储液箱连通，从而它在再循环到发动机之前可以在散热器中经受正常冷却。

Description

用于使用一个球形回转阀组件的发动机的冷却系统
技术领域
本发明涉及一种用于内燃机的改进的冷却系统，特别是一种用于使用球形回转阀的发动机的改进的冷却系统。
背景技术
申请人是一个新型球形回转阀组件的发明人，该组件由申请人的在光US专利4989576、4953527、4989558、4994261、4976232、5109814和5361739公开，并且申请人将这些专利并入本申请。
典型的用于内燃机的冷却系统包括水在一个冷却该水的散热器和发动机和歧管的套装组件之间的循环，在该歧管处水由于发动机运转而被加热，该被加热了的水然后通过软管循环到散热器，并从那里回到发动机再用于冷却。这是一种典型的提升阀发动机上的冷却方式，这也是申请人球形回转阀内燃机上的冷却方式。
公知的是，发动机能够运行的温度越低，特别是排气阀的温度能够被维持得越低，由内燃机中燃料燃烧产生的氮氧化物和其它与烟相关的混合物就越少。在一个典型的提升阀发动机中，没有经济的方法来冷却这些阀，因为它们由一个凸轮轴操作，该凸轮轴以来来回回的往复运动重复操作这些阀，以使它们延伸进入燃烧室。
申请人的球形回转阀发动机使用了一个进气阀和一个排气阀，这些阀不需要凸轮轴，而是安装在一个轴上并在位于内燃机汽缸的进气口和排气口之上的各自的位置处转动。申请人发明的球形回转进气阀和球形回转排气阀安装在一个轴上，它们键接在该轴上，以便轴和这些阀一致地转动。由于球形回转进气阀和球形回转排气阀不是往复进入汽缸，所以它们可以在一个比通常的提程阀低的温度下工作。然而，由于它们安装在一个柱状轴上，并与之紧密接触，所以还有进一步的机会在工作中降低球形回转阀的温度，即通过在工作中提供穿过该轴中的一个中心孔的冷却剂来降低温度，该冷却剂可以与已经提供的并在发动机和歧管及散热器的套装组件中循环的冷却剂一起循环。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种用于使用球形回转阀组件的内燃机的改进的新型冷却系统。
本发明的另一个目的是提供一种改进的新型冷却系统，其在工作中将进一步降低球形回转进气阀和球形回转排气阀的温度。
本发明的再一个目的是提供一种改进的新型冷却组件，其将降低球形回转进气阀和球形回转排气阀的工作温度，从而降低采用这样的球形回转阀组件技术的内燃机的排放。
本发明的又一个目的是提供一种改进的新型冷却组件，其用于向一个球形回转阀发动机的安装轴输入水和从中排出水，并确保防止冷却剂渗漏入发动机汽缸盖。
一种用于使用固定安装在一个转动轴装置上的球形回转进气阀和球形回转排气阀的内燃机的改进的冷却系统，该转动轴装置设置有一个纵向通孔，该通孔在工作中与用于冷却剂经过该轴的循环的一个进口连接件和一个出口连接件密封接触，冷却剂与用于发动机的冷却剂储液箱连通，从而它在再循环到发动机之前可以在散热器中经受正常冷却，冷却剂经过该转动轴的通孔为球形回转进气阀和球形回转排气阀提供了进一步的冷却，以便降低工作温度和减少排放。
即本发明提出一种用于一种使用一个球形回转阀组件的内燃机的冷却系统，其中，所述球形回转阀组件包括一个可固定到该内燃机上的可拆式双体式汽缸盖，所述可拆式双体式汽缸头包括一个上汽缸盖部分和一个下汽缸盖部分，从而当固定到所述内燃机上时限定腔室，所述腔室用于容纳与一个汽缸连通的数个对准的球形回转进气阀和数个对准的球形回转排气阀；所述球形回转进气和排气阀安装在一个转动轴装置上，该轴装置轴颈连接在所述双体式汽缸盖内的轴承表面上，并对准所述内燃机的所述汽缸，所述冷却系统包括：在所述轴装置上形成一个纵向通孔，以用作冷却剂从中穿过的通道，使所述轴装置在两端向外延伸出所述双体式汽缸盖，并使所述轴装置的各端终止于一个固定在所述双体式汽缸盖外部上的连接件中，所述连接件限定一个储液腔室，所述储液腔室与一个连通一个冷却系统的导管相连通，以允许将冷却剂引入所述储液腔室和在所述轴装置的一个第一端引入所述轴装置的所述通孔，一个导管与一个连接件的所述储液腔室在所述轴装置的所述第二端处相连通，用于将冷却剂直接从所述轴装置引出到所述冷却系统；所述轴装置安装在一个轴承装置上，并在靠近所述双体式汽缸盖的所述外壁处具有一个第一密封装置，所述轴装置具有定位在所述连接件的所述储液腔室内的第二密封装置。
固定于所述双体式汽缸盖的所述外壁的所述连接件以空间间隔的关系固定在所述汽缸盖上。
所述连接件的所述储液腔室内的所述轴装置的所述端借助于一个陶瓷垫圈和弹簧密封机构密封在所述连接件上。
所述连接件是一种双体式结构，具有通过一个紧固装置固定到所述汽缸盖上的一个壳件和一个封闭件，该紧固装置同时将所述连接件固定到所述汽缸盖上。
所述连接件包括：一个壳件，其由一个具有大体垂直的外周侧壁的后壁限定，所述后壁具有一个穿过其中的孔和数个从其向外延伸的伸出腿；一个封闭件，其具有一个与所述壳件的所述外周侧壁同时延伸的外周边缘，所述封闭件具有一个穿过其中的孔，所述孔具有一个从其向外延伸的管状管嘴，用于与冷却系统连通，所述壳件和所述封闭件具有数个穿过其中的可对准的孔，以容纳一个固定装置，从而密封接合地将所述封闭件固定到所述壳件上，并将所述壳件和所述封闭件固定到内燃机的汽缸盖上，与所述轴装置的从所述汽缸盖向外延伸出来的一端密封接合，所述轴装置具有一个用作冷却剂通道的通孔，所述轴装置的所述端与所述连接件密封接合。
附图说明
本发明的这些和其它的目的将变得清楚，特别是结合附图说明时，附图所示为：
图1是四个分式汽缸盖组件的顶视图，其上半部被去掉，以表示球形回转进气阀和球形回转排气阀的位置；
图2是沿图1的平面2-2的横截面图；
图3是用于使冷却剂与球形回转阀安装轴连通的连接件的前视图；
图4是该连接件的后视图；
图5是该连接件的侧视图；
图6是该连接件的侧分解图；
图7是该连接件内部的前视图；
图8是该连接件沿图4的平面8-8的侧切图，表示该连接件固定在汽缸盖上；和
图9是用在球形回转阀安装轴上的该连接件内的密封装置的分解图。
具体实施方式
一个标准提升阀发动机和一个使用球形回转阀的发动机之间的主要区别在于，后者不需要一个传统发动机的凸轮轴、摇臂、阀杆和提升阀。其上安装有球形回转阀的轴和这些阀本身自然地形成一个凸轮轴和阀组件整体。这些阀安装在该轴上并键入就位，以实行关于每一个单独的汽缸的进气、压缩、做功和排气冲程的定时。申请人将不会对该球形回转阀发动机的结构和操作作深入详细的说明，而只是将已授权给申请人的前述专利并入本申请中，就如同进行了详尽的说明。
图1是使用了球形回转进气阀和球形回转排气阀的四个汽缸组件的分式缸盖的顶视图，其上半部被去掉，图2是沿图1的平面2-2的横截面图，包括分式缸盖的上半部。缸盖10的下部与上部12(图2)匹配，从而形成数个腔室，进气和排气球阀将位于这些腔室中并在其中转动。球形回转进气阀18安装并键入进气轴20，使每个球形回转进气阀18都与侧腔室22和24相连通，这些侧腔室与进气歧管26相连通并允许燃料空气混合物流入阀和在该阀对准进气口30时流入汽缸28。球形回转排气阀30类似地安装和键入一个第二轴，即用于在这些阀的各自的腔室36中转动的排气轴34。当排气阀对准排气口时，每个球形回转排气阀32都与在球形回转排气阀32用于从汽缸28排出废气的相对两个侧上的一个排气腔室38和40相连通。进气轴20和排气轴34在轴承表面44上转动。图1示出了一种进气阀和排气阀安装在单独的轴上的发动机。在某些设计中，进气阀和排气阀可以安装结合在同一个轴上。本文公开的冷却剂组件可以应用于这样的设计中。图1中示出的连接件60在缸头10的外部对准轴20和34。
图2是沿图1的平面2-2的横截面图，示出了球形回转进气阀和球形回转排气阀、汽缸盖、活塞、进气口和排气口之间的关系。图2还示出了分式缸盖的上半部12定位了的分式缸盖组件。在这种结构中可以看出，发动机具有数个用于冷却发动机的冷却剂的循环的储液箱50。申请人对该发动机组件的改进在于使用了进气轴20和排气轴32来循环冷却剂，其中分别有一个通孔52和54穿过这些轴，用于冷却剂的再循环。图2示出的球形回转进气阀18和球形回转排气阀32以紧密的方式固定在进气轴20和排气轴32上并通过一个键56定位。
图3是连接件的前视图，图4是该连接件的后视图，图5是该连接件的侧视图，图6是该连接件的侧分解图，图7是该连接件沿图6的平面7-7的的前视图。连接件60整体为两件式结构。它包括一个壳件62和一个封闭件64。壳件62由一个后壁66和一个圆周侧壁68限定，在本实施例中，该圆周侧壁以四边形形状示出，然而，连接件60可以被形成为任何合适的几何构形。壳件62的后壁66具有数个从其向外延伸的腿70。在本实施例中，腿70在数量上为四个，并定位在后壁66的角上。下文将更详细的说明腿70的目的。在后壁66中还形成有一个孔72，该孔具有一个围绕其圆周内部形成的环形轴肩74。靠近壳件60的角处分别设置有通孔76。
封闭件64为四边形形状，其外周与壳件62的外周侧壁68相一致。封闭件64也具有靠近其角处设置的孔80，这些孔对准壳件62中的通孔76，以容纳一个紧固装置84。紧固装置84将封闭件64有效地固定在壳件62上，同时将连接件60组装到发动机汽缸盖上。封闭件64在其朝外的面86上形成有一个管嘴或管口件88，用于接收一个与发动机的冷却系统相连通的软管。当封闭件64固定到壳件62上时，便限定了一个腔室90，其与管嘴或管口88以及后壁66或壳件62中的孔72相连通。
图8是沿图4的平面8-8的侧切图，表示当该连接件固定在汽缸体和固定在轴20或34上时该连接件的内部。
可在这些轴的两侧使用相同类型的连接件，即用于向轴中引入冷却剂，又用于从各自的轴中去除冷却剂。因此它将只按一个用于向排气轴34引入冷却剂的顺序说明。
如所看见的那样，排气轴34按长度延伸，从而从分式汽缸体10和12中延伸出来。它可以用密封件92安装到适当的轴承表面上。其延伸部将终止在连接件60的腔室90中，该连接件通过固紧装置84安装到分式汽缸盖10和12的外部。连接件60限定一个腔室90，排气轴34终止在该腔室中。排气轴34的端部形成有螺纹或适于接受一个锁紧螺母或弹簧锁94，以将一个弹簧加载的密封件96固定顶靠在连接件60的后壁68中的垫圈98上。连接件60的前壁64具有一个形成在其上并优选对准排气轴34的通孔的管件88。一个合适的连接导管100，例如一个软管将连接到该管件上，从而来自冷却剂储液箱的冷却剂可以直接进入腔室90，并且在稳定的状态下，可以向下流经排气轴34的通孔54，并流出排气轴34的通孔而进入一个相同的连接件60中，在这里冷却剂便通过管件88流出该连接件而在再循环到发动机、或者发动机汽缸体、或者排气轴34、或者进气轴20之前通过一个用于冷却的类似的连接导管100再循环到冷却剂储液箱中，
图9是用于连接件60内的密封装置的分解图。连接件60的后壁66中的孔72形成有一个环形下凹的轴肩74。一个陶瓷垫圈110固定在一个凸缘件112中并压配合到孔72中，从而凸缘件112的环形表面114抵靠环形轴肩74，而且凸缘件112的环形前表面116将与后壁66的内表面齐平。轴34将穿过陶瓷垫圈110和凸缘件112进入连接件60的腔室90。然后一个压环118滑套在轴34上，并紧密接触凸缘件112的表面116而定位。接下来，将一个螺旋弹簧120滑套在轴34上。最后，一个第二垫圈件122和盖件124被定位在轴34上。盖件124、第二垫圈件122然后借助于一个锁紧螺母或弹簧锁126而压紧螺旋弹簧120，以向凸缘件112和陶瓷垫圈110施加压力以实现密封。
轴34借助包含在其中的各种密封而被密封在发动机汽缸盖10和12内，以便防止任何润滑油的泄漏，同时也防止水的进入。图9中所示的密封装置防止了水从腔室90向发动机汽缸盖内的任何内密封泄漏。尽管如此，作为另一个特征，后壁66上的腿70使上述连接装置离开发动机汽缸体。因此，在连接件密封失效的情况下，水将在重力的影响下向下流，并不会处在任何汽缸盖与轴34相关的密封紧密接触的位置。从而排除了任何所不希望的沿轴34渗流到发动机汽缸盖中的可能性。
然而，对于本领域普通技术人员已知的是，关于本公开可以进行许多改变和修改，所以明显地是，本发明旨在只由其权利要求书和等同物限定。

Claims (5)

1.一种用于一种使用一个球形回转阀组件的内燃机的冷却系统，其中，所述球形回转阀组件包括一个可固定到该内燃机上的可拆式双体式汽缸盖，所述可拆式双体式汽缸头包括一个上汽缸盖部分和一个下汽缸盖部分，从而当固定到所述内燃机上时限定腔室，所述腔室用于容纳与一个汽缸连通的数个对准的球形回转进气阀和数个对准的球形回转排气阀；所述球形回转进气和排气阀安装在一个转动轴装置上，该轴装置轴颈连接在所述双体式汽缸盖内的轴承表面上，并对准所述内燃机的所述汽缸，所述冷却系统包括：
在所述轴装置上形成一个纵向通孔，以用作冷却剂从中穿过的通道，使所述轴装置在两端向外延伸出所述双体式汽缸盖，并使所述轴装置的各端终止于一个固定在所述双体式汽缸盖外部上的连接件中，所述连接件限定一个储液腔室，所述储液腔室与一个连通一个冷却系统的导管相连通，以允许将冷却剂引入所述储液腔室和在所述轴装置的一个第一端引入所述轴装置的所述通孔，一个导管与一个连接件的所述储液腔室在所述轴装置的所述第二端处相连通，用于将冷却剂直接从所述轴装置引出到所述冷却系统；所述轴装置安装在一个轴承装置上，并在靠近所述双体式汽缸盖的所述外壁处具有一个第一密封装置，所述轴装置具有定位在所述连接件的所述储液腔室内的第二密封装置。
2.按权利要求1所述的用于内燃机的冷却系统，其中，固定于所述双体式汽缸盖的所述外壁的所述连接件以空间间隔的关系固定在所述汽缸盖上。
3.按权利要求1所述的用于内燃机的冷却系统，其中，所述连接件的所述储液腔室内的所述轴装置的所述端借助于一个陶瓷垫圈和弹簧密封机构密封在所述连接件上。
4.按权利要求1所述的用于内燃机的冷却系统，其中，所述连接件是一种双体式结构，具有通过一个紧固装置固定到所述汽缸盖上的一个壳件和一个封闭件，该紧固装置同时将所述连接件固定到所述汽缸盖上。
5.按权利要求1所述的用于内燃机的冷却系统，其中，所述连接件包括：
一个壳件，其由一个具有大体垂直的外周侧壁的后壁限定，所述后壁具有一个穿过其中的孔和数个从其向外延伸的伸出腿；
一个封闭件，其具有一个与所述壳件的所述外周侧壁同时延伸的外周边缘，所述封闭件具有一个穿过其中的孔，所述孔具有一个从其向外延伸的管状管嘴，用于与冷却系统连通，所述壳件和所述封闭件具有数个穿过其中的可对准的孔，以容纳一个固定装置，从而密封接合地将所述封闭件固定到所述壳件上，并将所述壳件和所述封闭件固定到内燃机的汽缸盖上，与所述轴装置的从所述汽缸盖向外延伸出来的一端密封接合，所述轴装置具有一个用作冷却剂通道的通孔，所述轴装置的所述端与所述连接件密封接合。
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