CN1390277A - 具有复合运动的椭圆形阀门的缸盖 - Google Patents

具有复合运动的椭圆形阀门的缸盖 Download PDF

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Abstract

本发明旨在获得对位于阀门(1)的主体中的缸更好的填充,通过为所述阀门(2)补充一个椭圆形阀门缸盖(3),其线性打开/关闭运动增加了一个具有55°幅度的横向转动。所述转动借助于一个导引件(8)进行,后者具有两个对称的螺旋轨道(9),两个相对于阀门(2)的阀杆对角地设置在所述轨道(9)上的枢转点(10)可以在此轨道上滑动。具有复合运动的椭圆形阀门的上方头部可以被用在所有内燃机中,例如火花点火或者压缩点火内燃机中,与缸的数量和用途无关。

Description

具有复合运动的椭圆形阀门的缸盖
本发明目的
本发明涉及一种具有复合运动的椭圆形阀门缸盖(elliptic valvecylinder head)，该椭圆形阀门缸盖的新颖特征在于，所述阀门具有椭圆形阀头，并且所述阀门的阀头在打开和关闭过程中进行的运动是一种复合运动，该复合运动除了线性位移之外还具有横向旋转运动。
本发明的目的是为汽车发动机制造商提供一种具有新颖阀门的缸盖，所述阀门的构造和运动均具有新颖性；通过所述具有新颖阀门的缸盖，与具有圆形阀头的传统阀门相比、本发明的阀门具有朝向压力缸的较大的通道截面，从而可以改进对发动机压力缸的填料。
特定提升阀门的缸盖，即，椭圆形阀头，和纵向运动及组合进的转动，可以用于内燃机的所有发动机。
发明背景
在具有圆形截面阀门、包含线性位移的打开和关闭机构的缸盖中，通常所述阀门和腔室之间的通道截面被阀头自身的特性，不论是半球形的、平坦的或者Heron形的阀头，所限制。
已经知道，阀门是位于压力缸的内部和内燃机阀盖的进气管道和排气管道之间的封闭元件，从而使得任何其它封闭元件在该封闭元件允许通行时、阻碍流动流体的进入和排出，但是需要阻止在剩余循环中各部件之间的连通。
在具有圆形阀头的传统阀门中，不论其是由凸轮还是由摇杆直接驱动，都是具有一个往复摆动运动的机械元件，为此，其需要两个力来完成其功能：一个是打开功能，另一个是封闭功能，将这些阀门返回到其原始的关闭位置。
一旦所述阀门被打开，其必须伴随凸轮轴设置再次关闭，为此，需要一个弹簧来施加一个力以允许产生一个加速度，该加速度与提升或者位移的加速度相同，以完成前述的功能。在实践中，事实上正好相反，当阀门被提升时，所需的力必需向所述质量提供需要的加速度，同时反对所述弹簧的作用力，所述弹簧会将所述阀门返回其原始位置。
存在基于交替运动的各种阀门系统的许多实施例，其中几个在下面被引述：
MIESSE发动机，其具有一单个用于进入和排出的导管，所述导管可以被以活塞的形式用于隔板的位移。
SPHINX发动机，其具有环阀门，该阀门能够实际上对KNICHT滑行装置(runner)、开口类型进行改进。
HEWITT发动机，其中以同步运动的活塞代替了传统的阀门。
FISHER发动机，其没有阀门，但是包括多个开口，所述开口又由一个灵活的活塞系统控制，所述活塞系统可以被看作前述系统的组合。
本发明的详细描述
根据本发明的阀门缸盖提供了一个技术方案，来解决传统的阀头所述存在的问题，另外，还提供了新颖的特征，结果能够改进安装有所述阀头的发动机的性能。
更具体地，根据本发明的缸盖的新颖性在于改进了对所述压力缸的填充，增加了传统阀门的通道截面。换句话说，利用同样的机械基础，本发明的阀头的创新点在于其操作类似于对一个滑行装置(runner)的操作，增加了这一方案的填充效果，并且其结构简单，能够以现在的制造工艺装配而不需要大量的变化。
通过使用一个椭圆形阀头增加通道截面提高了对所述压力缸的填充，其打开和关闭运动还增添了一个横向转动运动。该横向转动运动需要所述阀门在内部由一对支腿导引，所述支腿被沿直径方向相对地放置在一根相应的轴上。这些支腿沿着为此设置于阀杆壳体中的对称螺旋形轨道运动，从而能够转动50°到60°。
为了允许所述阀门的插入，构成导引件的所述这些对称的螺旋形轨道的机加工将一直到所述阀门的底端部，并且最后由一个金属保持器补充；所述保持器被螺纹拧在对应于所述底端部的一个位置中，以防止通过所述轨道的泄露。
另外，需要注意的是，所述阀门还设置有类似于在具有交替运动的圆形阀头中使用的那些弹簧的弹簧，这些弹簧允许对通常的打开/关闭运动和横向转动进行控制。
如上所述，使用具有复合运动的带有椭圆形阀头的缸盖将比现在应用的其它多阀门系统提供更高的效率，这种系统的应用将意味着改进对所述压力缸的填充；另外，通过给所述阀门一个转动运动，能够获得一个类似于滑行装置的通道截面，不存在阻碍，允许在进入过程中使该混合物更快速地进入压力缸中，从而允许在排出过程中更多地扫除气体，进行排气以及更大的热动力效率。
也就是说，通过改进填充，增加了进气或者进入流体的体积系数，提供了一个更高的特定动力和一个改进的对燃料的消耗，降低了CO和NO等气体的排放。
以较低的转动获得了一个更高的发动机扭力，从而允许在所有循环中以改进的使用能力制造发动机。
考虑到本发明椭圆形阀头的工业应用性，其不需要对现有缸盖进行显著的变化，尤其是不需要对同一运动分配系统(凸轮轴)的尺寸和使用、和进气管道和排气管道进行改变，这将允许以一种简单的应用来进行很大的改进，如同其它元件也容易使用，而在制造生产线不需要增加新的花费资金的工艺。
附图说明
本发明的这些和其它特征在结合附图对一个优选实施例的描术中将更加明显，其中为了图示其目的，提供了以下的附图：
图1是根据本发明的一个具有椭圆形阀头的缸盖的部分的截面图，其中揭示了本发明的主要和新颖的特征；
图2表示本发明的缸盖中结合的阀头的椭圆形外轮廓的俯视图，其端部旋转位置在50°和65°之间。
本发明的优选实施例
从上述附图中可以看到在其上安装了一个阀门(2)的缸盖(1)的一部分，所述阀门(2)带有一个阀头(3)，该阀头具有椭圆形构造。所述阀门的阀头(3)设置在进气或者排气管道(4)的通道上，相应的摇杆(5)作用在所述阀门(2)的顶端。
在所述缸盖(1)的这部分还可以看到一个火花塞(6)和进行燃烧的压力缸的顶部(7)。
本发明的一个新颖的特征在于所述阀门(2)的阀头(3)的椭圆形构造，以及在所述阀门(2)的阀杆的壳体中设置的一个特定的导引件(8)。所述导引件(8)设有两个轨道(9)，所述轨道对称地设置并且具有一个螺旋形的构造，其中，为了在所述轨道(9)中滑动和引导而设置的相应支腿(10)沿直径方向并且彼此相对地设置在阀门(2)的阀杆上。图1表示了在两个位置的所述阀门，一个在关闭位置，一个在打开位置，以虚线表示。图中示出了分别在每个位置时支腿(10)在导引件(8)的相应轨道(9)中的情况。
这些轨道(9)被加工成一直到底端部，在该底端部设有一个金属保持器(11)，该金属保持器被螺纹连接以防止通过所述导引件(8)的所述轨道(9)泄露。
另外，所述阀门还添加了一对螺旋弹簧(12)，该螺旋弹簧(12)安装在所述缸盖(1)的空腔和一个顶盖(13)之间。该顶盖(13)作为一个止挡件，并且与一个止动键(14)配合。
根据上述特征，所述阀门(2)经历了一个两折(two-fold)运动，因为其具有一个线性运动，这是一种传统的运动，和另外一个同时的转动，该转动幅度为50°到60°，如图2所示；从而产生由所述阀门(2)的阀杆上的支腿(10)在导引件(8)的轨道(9)上滑动引导的轴向和转动运动，所述导引件(8)的轨道(9)在阀杆为此设置的壳体中。

Claims (5)

1.具有复合运动的椭圆形阀门的缸盖，其可以应用于主动点火或者通过压缩点火的内燃机中，而与容纳该缸盖的压力缸的数量或者预定用途无关，其特征在于，相应阀门(2)的阀头(3)作为密封元件被设置在压力缸(7)的内部和入口或者出口管道(4)之间，并且具有一个椭圆形轮廓，这样在打开/密封所述压力缸(7)的阀门(2)线性运动的同时还产生了一个横向的转动运动，该转动运动借助于设置在相应于所述阀门(2)的阀杆壳体中为此而设置的一个导引件(8)而产生。
2.根据权利要求1所述的具有复合运动的椭圆形阀门缸盖，其特征在于，阀门(2)借助于其可以转动的导引件(8)包括两个对称的螺旋形轨道(9)，其中为此设置在所述阀门(2)的阀杆中沿径向相对的位置上的相应的支腿(10)在所述轨道(9)中滑动。
3.根据上述权利要求所述的具有复合运动的椭圆形阀门缸盖，其特征在于，用于阀门(2)的线性和旋转运动的导引件(8)的轨道(9)一直制成到所述导引件(8)的底端部，所述底端部由一个通过螺纹安装的金属保持器(11)封闭。
4.根据上述权利要求所述的具有复合运动的椭圆形阀门缸盖，其特征在于，所述阀门(2)配备有一对螺旋弹簧(12)用于将所述阀门恢复到其关闭位置，所述弹簧(12)由一个盖(13)和一个止动键(14)保持在顶部。
5.根据上述权利要求所述的具有复合运动的椭圆形阀门缸盖，其特征在于，所述阀门(2)的转动角幅度在50°和65°之间。
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