CZ303732B6 - Hlava válce spalovacího motoru s prstencovým ventilem - Google Patents
Hlava válce spalovacího motoru s prstencovým ventilem Download PDFInfo
- Publication number
- CZ303732B6 CZ303732B6 CZ20110259A CZ2011259A CZ303732B6 CZ 303732 B6 CZ303732 B6 CZ 303732B6 CZ 20110259 A CZ20110259 A CZ 20110259A CZ 2011259 A CZ2011259 A CZ 2011259A CZ 303732 B6 CZ303732 B6 CZ 303732B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- valve seat
- cylinder head
- internal combustion
- combustion engine
- seat
- Prior art date
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 43
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 33
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical class 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
-
- 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
- F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
- F01L1/28—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of coaxial valves; characterised by the provision of valves co-operating with both intake and exhaust ports
-
- 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
- F01L3/20—Shapes or constructions of valve members, not provided for in preceding subgroups of this group
-
- 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
- F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
- F01L1/36—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear peculiar to machines or engines of specific type other than four-stroke cycle
- F01L1/38—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear peculiar to machines or engines of specific type other than four-stroke cycle for engines with other than four-stroke cycle, e.g. with two-stroke cycle
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Hlava válce spalovacího motoru má v ose válce vytvoren pevný stred (2). Prstencový ventil (3) s vnejsí dosedací plochou (21) a vnitrní dosedací plochou (20) v uzavrené poloze dosedá do vnejsího ventilového sedla (5) s vnejsí dosedací plochou (11) a vnitrního ventilového sedla (4) s vnitrní dosedací plochou (10). Vnitrní ventilové sedlo (4) a/nebo vnejsí ventilové sedlo (5) je ulozeno suvne v axiálním smeru a k vnitrnímu ventilovému sedlu (4) a/nebo k vnejsímu ventilovému sedlu (5) je pripojen alespon jeden prítlacný prvek (6) pro vyvolání síly proti prstencovému ventilu (3).
Description
Hlava válce spalovacího motoru s prstencovým ventilem
Oblast techniky
Vynález se týká provedení hlavy válce spalovacího motoru opatřené zdvižným ventilem jehož talíř má tvar prstence a který má na svém vnitřním i vnějším obvodě těsnicí plochu. V uzavřené poloze ventilu dosedá touto vnitřní a vnější dosedací plochou na vnitřní a vnější ventilové sedlo uložené v hlavě válce.
Dosavadní stav techniky
Byla navržena řada provedení hlav motorů s prstencovým ventilem nebo ventily. Většina návrhů se zabývá principem výměny náplně válce se čtyřdobým nebo dvoudobým cyklem s použitím prstencového ventilu. Konstrukčními podrobnostmi utěsnění ventilu se zpravidla nezabývají. V některých případech jsou těsnicí plochy vnitřního a vnějšího ventilového sedla umístěny na jedné rovinné nebo kuželové ploše, aby bylo možno tyto plochy snadno přesně obrobit na jednu operaci a zajistit tak těsnost prstencového ventilu. Takováto řešení jsou popsána například ve spisech US 2 222 730, US 2 222 731, DE 3438847 A1, US 5 673 656. Těsnost prstencového ventilu v obou sedlech je ale problém nejen z hlediska přesného obrobení sedel a ventilů ale i problém teplotních a mechanických deformací. A to deformací hlavy válce, obou sedel a v neposlední řadě i prstencového ventilu. Další problém pro těsnost prstencového ventilu je nerovnoměrné opotřebení dosedacích ploch vnějšího a vnitřního sedla a ventilu. Otázkou je též konstrukce sedel a hlavy s ohledem na jejich montáž do hlavy válce, seřízení a opravy.
Podstata vynálezu
Výše uvedené nedostatky jsou do značné míry odstraněny u hlavy válce spalovacího motoru s prstencovým ventilem sestávající z tělesa a pevného středu hlavy válce a prstencového ventilu s vnější dosedací plochou a vnitřní dosedací plochou, který v uzavřené poloze dosedá do vnějšího ventilového sedla s vnější dosedací plochou a vnitřního ventilového sedla s vnitřní dosedací plochou podle tohoto řešení. Jeho podstatou je to, že vnitřní ventilové sedlo a/nebo vnější ventilové sedlo je uloženo suvně v axiálním směru a k vnitřnímu ventilovému sedlu a/nebo k vnějšímu ventilovému sedlu je připojen alespoň jeden přítlačný prvek pro vyvolání síly proti prstencovému ventilu.
Suvně pohyblivé vnitřní ventilové sedlo a/nebo vnější ventilové sedlo je opatřeno alespoň jedním těsnicím prvkem, umístěným mezi vnitřním ventilovým sedlem a středem hlavy spalovacího motoru a/nebo mezi vnějším ventilovým sedlem a tělesem hlavy spalovacího motoru.
Těsnicí prvek je umístěn v drážce ve středu hlavy spalovacího motoru a/nebo v tělese hlavy spalovacího motoru.
Těsnicí prvek je tvořen těsnicím kroužkem na suvně pohyblivém vnitřním ventilovém sedle, přičemž průměr styku těsnicího prvku s vnitřním ventilovým sedlem je větší než průměr dosedací plochy tohoto vnitřního ventilového sedla s prstencovým ventilem.
Těsnicí prvek je tvořen těsnicím kroužkem na suvně pohyblivém vnějším ventilovém sedle, přičemž průměr styku těsnicího kroužku s vnějším ventilovým sedlem je menší než průměr dosedací plochy tohoto vnějšího ventilového sedla s prstencovým ventilem.
Suvně pohyblivé vnitřní ventilové sedlo a/nebo vnější ventilové sedlo je opatřeno pojistným prvkem nroti ieho vvtažení směrem do válce.
Suvně pohyblivé vnitřní ventilové sedlo a/nebo vnější ventilové sedlo je opatřeno alespoň dvěma dříky, pocházejícími středem a/nebo tělesem hlavy spalovacího motoru, opatřenými na svých koncích seřiditelnými dorazy a/nebo tlumiči.
Dosedací plocha suvně pohyblivého vnitřního ventilového sedla a/nebo vnějšího ventilového sedlaje kulová.
Přítlačný prvek je tvořen hydraulickou pružinou se seškrcením v přívodu oleje a/nebo jednosměrným škrcením v přívodu oleje.
Střed hlavy spalovacího motoru je demontovatelný z tělesa hlavy spalovacího motoru a/nebo ventilová vodítka pro vedení ventilových dříků prstencového ventilu jsou uložena s radiální vůlí ve středu a/nebo v tělese hlavy spalovacího motoru.
Hlava válce spalovacího motoru s prstencovým ventilem dosahuje průtokových vlastností, které nejsou dosažitelné u žádného řešení s klasickými zdvižnými ventily. Je tedy možno ji užít u nových moderních spalovacích motorů. Díky souosému kruhovitému tvaru sedel a talíře ventilu s válcem motoru dochází k tepelně rovnoměrnému zatížení všech součástí hlavy válce. V uspořádání, kdy je vnější ventilové sedlo pevné a vnitřní ventilové sedlo axiálně suvně je střed hlavy méně namáhán než je obvyklé. Většinu z tlakové síly přenese ventil do vnějšího ventilového sedla. Díky nižšímu namáhání a jednoduchému tvaru nehrozí praskání hlavy i při vysokých spalovacích tlacích a teplotách. Vnitřní ventilové sedlo musí mít určitý axiální přesah T, aby byla zajištěna těsnost ventilu. Velikost tohoto přesahuje dána polohou dorazu pohybu sedla směrem do válce, který je proveden například zajišťovacím kroužkem. Při montáži lze nastavit požadovaný zdvih pohyblivého sedla, který je třeba pro bezpečné a trvanlivé utěsnění prstencového ventilu v uzavřené poloze. Opotřebení dosedacích ploch dorazu zvětšuje zdvih suvně uloženého sedla. Opotřebení dosedací plochy pro ventil u tohoto suvně uloženého sedla snižuje nastavený přesah suvně uloženého sedla. Opotřebení dosedacích ploch mezi druhým pevně uloženým sedlem a ventilem přesah pohyblivého sedla zvyšuje. Je výhodou, že dva faktory opotřebení zvyšují nastavený přesah a jeden faktor ho snižuje. Z toho vyplývá, že pro dostatečné utěsnění nutný přesah pohyblivého sedla bude trvalý dlouhodobě a nebude ho třeba seřizovat.
Objasnění obrázků na výkresech
Hlava válce spalovacího motoru s prstencovým ventilem podle vynálezu bude blíže objasněna na příkladných provedeních s pomocí přiložených výkresů. Na obr. 1 je znázorněna v řezu hlava válce spalovacího motoru s prstencovým ventilem, vnitřním a vnějším ventilovým sedlem. Vnější ventilové sedlo je v hlavě spalovacího motoru uloženo pevně a vnitřní ventilové sedlo je uloženo axiálně suvně. Vnitřní ventilové sedlo je přitlačováno k prstencovému ventilu vinutými pružinami prostřednictvím opěrných čepů, je utěsněno vůči středu hlavy spalovacího motoru těsnicím kroužkem a zajištěno pojistným kroužkem. Dosedací plocha vnitřního ventilového sedlaje kulového tvaru.
Na obr. 2 je v řezu zvětšený pohled na uložení vnitřního ventilového sedla z obr. 1. Znázorněný prstencový ventil je v uzavřené poloze a vnitřní ventilové sedlo je tudíž ve stlačené poloze. Na obr. je zakótován zdvih vnitřního ventilového sedla T. Dále je vyznačen průmět plochy S na který působí tlak p a součin těchto veličin je tlaková síla F přitlačující vnitřní ventilové sedlo k prstencovému ventilu.
Na obr. 3 je axonometrický pohled na prstencový ventil, obě ventilová sedla, střed hlavy válce, kroužky, pružinky a čepy, které byly znázorněny na obr. 1.
Na obr. 4 je v řezu znázorněna hlava válce z obr. 1 s tím, že prstencový ventil je otevřen a vnitřní ventilové sedlo je vysunuté směrem do válce.
Na obr. 5 je v řezu znázorněna hlava válce s prstencovým ventilem podobně jako na obr. 1. Vnitřní ventilové sedlo je ale zajištěno místo pojistným kroužkem osazenou maticí. Těsnicí kroužek je s úkosem pro zlepšení těsnosti a funkci přítlačného prvku mají hydraulické válce s tlumením pohybu.
Na obr. 6 je v řezu znázorněna hlava válce s prstencovým ventilem v provedení pro dieselový motor. Je zde znázorněn demontovatelný střed hlavy válce s přívodem chladicí kapaliny, ventilové vodítko, ventilové pružiny a další. Vnitřní ventilové sedlo ajeho uložení je obdobné jako na obr. 1.
Na obr. 7 je v druhém řezu znázorněna hlava z obr. 6.
Na obr. 8 je řez a detail řezu hlavy válce podobné konstrukce jako na obr. 1. Rozdíl je v použití pružiny ze zvlněného plechu místo pružin vinutých. Dosedací plocha ventilového sedlaje rovinná místo kulové.
Na obr. 9 je řez a detail řezu hlavy válce podobné konstrukce jako na obr. 1. Rozdíl je v použití vnějšího ventilového sedla uloženého s malou radiální vůlí a zajištěného proti pohybu úkosovým pojistným kroužkem,. Další rozdíl je v tom, že pojišťovací kroužek axiálně pohyblivého vnitřního ventilového sedlaje odstraněn ajeho funkci přebírá těsnicí kroužek.
Na obr. 10 je znázorněna v řezu hlava válce s prstencovým ventilem, vnitřním a vnějším ventilovým sedlem. Vnější ventilové sedlo je v hlavě uloženo pevně a vnitřní ventilové sedlo je uloženo axiálně suvně. Vnitřní ventilové sedlo je přitlačováno k prstencovému ventilu pružinou ze zvlněného plechu. Mezi pružinou a sedlem je těsní kroužek, který dosedá na sedlo axiálně svým čelem. Doraz omezující vysunutí sedlaje tvořen kruhovou deskou připevněnou ke středu hlavy šrouby.
Na obr. 11 je znázorněna v řezu hlava válce s prstencovým ventilem, vnitřním a vnějším ventilovým sedlem. Vnější ventilové sedlo je v hlavě uloženo axiálně suvně a vnitřní ventilové sedlo je uloženo pevně na středu hlavy. Vnější ventilové sedlo je přitlačováno k prstencovému ventilu talířovou pružinou a je utěsněno těsnicím kroužkem vůči hlavě válce. Doraz omezující vysunutí sedlaje tvořen kruhovým prstencem.
Na obr. 12 je znázorněna v řezu hlava válce s prstencovým ventilem, vnitřním a vnějším ventilovým sedlem. Vnitřní ventilové sedlo je vytvořeno ve tvaru vlnovce, který plní funkci pružného prvku. Ve spodní části má vlnovec dosedací plochu pro prstencový ventil v horní části je zajištěn proti vytažení směrem do válce závitovým spojem.
Na obr. 13 je znázorněna v řezu hlava válce s prstencovým ventilem, vnitřním a vnějším ventilovým sedlem. Vnější ventilové sedlo je v hlavě uloženo pevně a vnitřní ventilové sedlo je uloženo axiálně suvně. Je utěsněno vůči středu hlavy těsnicím kroužkem. Vnitřní ventilové sedlo má dva dříky procházející do horní části hlavy. Na tyto dříky působí vinuté pružiny a přitlačují vnitřní ventilové sedlo k prstencovému ventilu. Na dříkách jsou nastavitelné dorazy omezující vysunutí sedla. Dále na dříky působí hydraulické tlumiče pohybu vnitřního ventilového sedla.
Příklady uskutečnění vynálezu
Příkladná hlava válce spalovacího motoru s prstencovým ventilem dle obr. 1, obr. 2, obr. 3 a obr. 4 je tvořena tělesem 1 a pevným středem 2 hlavy válce. V hlavě válce je umístěn zdvižný prstencový ventil 3 s kuželovou vnější dosedací plochou 21 a kuželovou vnitřní dosedací plochou 20. Tento prstencový ventil 3 v uzavřené poloze dosedá do vnějšího ventilového sedla 5, které je pevně upevněno v tělese 1, a vnitřního ventilového sedla 4, které je uloženo axiálně suvně na středu 2 hlavy spalovacího motoru. Dosedací plocha JJ. vnějšího ventilového sedla 5 je kuželová a dosedací plocha JO vnitřního ventilového sedla 4 je kulová. Na vnitřní ventilové sedlo 4 dosedají čepy 9 s přítlačnými prvky 6 v podobě pružin. Vnitřní ventilové sedlo 4 je utěsněno těsnicím prvkem 7 - kroužkem uloženým v drážce v pevném středu 2 a zajištěno pojistným prvkem 8, v daném případě kroužkem.
Provedení hlavy válce spalovacího motoru s prstencovým ventilem 3 dle obr. 5 vychází z provedení dle obr. 1. Jako přítlačný prvek 6 je použita hydraulická pružina s tlumením seškrcením J9 nebo jednosměrným škrcením 18 v přívodu oleje. Zajištění zdvihu axiálně posuvného sedla 4 je provedeno pojistným prvkem ve tvaru osazené matice 12 upevněné na středu 2 hlavy. K utěsnění je použit těsnicí prvek 7 ve tvaru kroužku s úkosem.
Provedení hlavy válce spalovacího motoru s prstencovým ventilem 3 dle obr. 6 a obr. 7 vychází z provedení dle obr. 1. Prstencový ventil 3 má plochý tvar vhodný pro dieselový motor. Pevný střed 2 je demontovatelný z tělesa i hlavy. Dva ventilové dříky 25 prstencového ventilu 3 jsou vedeny ve dvou vodítkách 26, které jsou ve středu 2 a tělese J hlavy válce uloženy s radiální vůlí. Upnuty jsou šrouby 30. Dvě trojice ventilových pružin 27 se opírají o dva třmeny 28 upevněné na dvou dřících 25 prstencového ventilu 3.
V provedení hlavy válce spalovacího motoru s prstencovým ventilem 3 dle obr. 8 je dosedací plocha JO axiálně suvného vnitřního ventilového sedla 4 rovinného tvaru. Stejně tak je dosedací plocha 20 na prstencovém ventilu 3 rovinného tvaru. Odpružení vnitřního ventilového sedla 4 je provedeno přítlačným prvkem 6 v podobě pružiny ze zvlněného plechu.
V provedení hlavy válce spalovacího motoru s prstencovým ventilem 3 dle obr. 9 je axiálně suvně uloženo vnitřní ventilové sedlo 4. Těsnicí prvek 7 v podobě kroužku je zároveň axiálním zajištěním vnitřního ventilového sedla 4 proti vysunutí do válce. Další pojistný prvek není použit. Vnější ventilové sedlo 5, které je axiálně nepohyblivé, je v tělese J hlavy uloženo s malou radiální vůlí. Proti axiálnímu pohybu a vypadnutí je zajištěno zajišťovacím kroužkem J5. Radiální vůle vnějšího ventilového sedla 5, umožňuje zachování ideální kruhovitostí dosedací plochy JJ.
V provedení hlavy válce spalovacího motoru s prstencovým ventilem 3 dle obr. 10 je axiálně suvně uložené vnitřní ventilové sedlo 4. Dosedá na něho čelně těsnicí prvek 7 - kroužek, který je uložen v čelní drážce v pevném středu 2. Na druhou čelní plochu těsnícího prvku 7 - kroužku dosedá přítlačný prvek 6 - pružina ze zvlněného plechu. Zajištění zdvihu axiálně posuvného sedla 4 je provedeno pojistným prvkem v tomto případě deskou 13 upevněnou na pevném středu 2 šrouby.
V provedení hlavy válce spalovacího motoru s prstencovým ventilem 3 dle obr. 11 je axiálně suvně uložené vnější ventilové sedlo 5 a vnitřní ventilové sedlo 4 je uloženo pevně na středu 2 hlavy. V drážce v tělese J hlavy je uložen těsnicí prvek 7 - kroužek, který dosedá na vnější ventilové sedlo 5. Odpružení vnějšího ventilového sedla 5 je provedeno přítlačným prvkem 6 v podobě talířové pružiny. Zajištění zdvihu vnějšího ventilového sedla 5 je provedeno pojistným prvkem tvaru mezikruží 17, které je uloženo v tělese U
V provedení hlavy válce spalovacího motoru s prstencovým ventilem 3 dle obr. 12 je axiálně suvně vnitřní ventilové sedlo 4 provedeno ve tvaru vlnovce. Střední část plní funkci přítlačného prvku 6. Ve spodní části je opatřen dosedací plochou JO a v homí části je vlnovec zajištěn proti vytažení směrem do válce pojistným prvkem 8 - závitovým spojem. Výhoda je v absenci těsnicího prvku 7. Vysoké budou ale nároky na materiál vlnovce, který bude cyklicky namáhaný od stlačení ventilem 3, spalovacích tlaků ve válci a střídáním teplot.
V provedení hlavy válce spalovacího motoru s prstencovým ventilem dle obr. 13 je vnější Ventilově sprlln S npvnŘ nnpvněnn v tělpsp 1 Axiálně suvně uložené vnitřní ventilové sedlo 4 ie UtěšCZ 303732 B6 něno těsnicím prvkem 7 - kroužkem uloženým v drážce v pevném středu 2. Vnitřní ventilové sedlo 4 je opatřeno dvěma dříky 14, které procházejí pevným středem 2. Na koncích dříků J_4 jsou připevněny dorazy 23 axiálního zdvihu vnitřního ventilového sedla 4. Na konce dříků 14 dosedací přítlačné prvky 6 ve tvaru pružiny a jsou k nim připevněny hydraulické tlumiče 24. Dosedací plocha 10 vnitřního ventilového sedla 4 je kuželová.
U hlavy válce spalovacího motoru s prstencovým ventilem 3 je činnost následující. Prstencový ventil 3 při zavírání dosedá nejprve na axiálně suvně uložené zpravidla vnitřní ventilové sedlo 4, zatlačí toto vnitřní ventilové sedlo 4 přes odpor přítlačného prvku 6 o zdvih T a pak dosedne i do pevného, zpravidla vnějšího ventilového sedla 5. Dosedací plocha 10 vnitřního ventilového sedla 4 může být s výhodou kulového tvaru a pak je zajištěna dokonalá těsnost tohoto vnitřního ventilového sedla 4 v dosedací ploše 20 prstencového ventilu 3 i v případě, že dojde k mírnému natočení vnitřního ventilového sedla 4. Tato dosedací plocha 20 může být kuželová nebo též kulová. Při vzrůstu tlaku ve válci motoru může dojít k přitlačování axiálně suvně uloženého vnitřního ventilového sedla 4 k prstencovému ventilu 3 tlakovou silou F. Toje způsobeno vhodným tvarem vnitřního ventilového sedla 4, kdy průměr Dl styku s těsnicím prvkem 7 - kroužkem je větší než průměr D2 styku dosedacích ploch JO a 20. Těsnost mezi středem 2 hlavy a axiálně suvně uloženým vnitřním ventilovým sedlem 4 zajišťuje těsnicí prvek 7 - kroužek, kterýje s výhodou uložen v drážce ve středu 2 hlavy. Dále při další činnosti hlavy válce spalovacího motoru dojde k otevírání prstencového ventilu 3. Pokud bude před otevřením ve válci motoru vyšší tlak, než nad prstencovým ventilem 3 může být axiálně suvně uložené vnitřní ventilové sedlo 4 přitlačováno k prstencovému ventilu 3 krom síly přítlačného prvku 6 navíc tlakovou silou F i během otevírání ventilu 3. Bude tedy vytlačováno směrem do válce, dokud pohyb sedla nezastaví pojistný prvek 8. Tímto cyklickým pohybem vnitřního sedla 4 bude docházet k odstraňování úsad ze spáry mezi vnitřním ventilovým sedlem 4 a středem 2 hlavy. K tomu je třeba, aby radiální vůle mezi vnitřním ventilovým sedlem 4 a středem 2 hlavy byla dostatečná a pak nebude hrozit uvíznutí vnitřního ventilového sedla 4. Po otevření ventilu 3 je vnitřní ventilové sedlo 4 připravené ve vysunuté poloze. Potřebný přesah T, který je nutný pro udržení těsnosti prstencového ventilu 3 za chodu motoru je ovlivněn opotřebením součástí rozvodu. Opotřebením dosedací plochy JO a 20 je snižován. Opotřebením dosedací plochy JT a 21 je zvyšován a opotřebením pojistného prvku 8 je také zvyšován. Udržení přesahu T se jeví tedy dlouhodobě udržitelné. V případě použití hydraulického válce jako přítlačného prvku 6 lze tlumit pohyb vnitřního ventilového sedla 4 seškrcením J9 v obou směrech nebo jednosměrným tlumením J_8 v přívodu oleje. Obdobná funkce hlavy válce s prstencovým ventilem 3 je i v případě použití vnitřního ventilového sedla 4 s dříky 14, na jejichž koncích jsou přítlačné prvky 6 a dorazy 23 nahrazující pojistný prvek 8. Hydraulický tlumič 24 snižuje během chodu motoru zdvih vnitřního ventilového sedla 4 a tím i jeho opotřebení.
Obdobná funkce hlavy bude i v případě, že axiálně suvné bude vnější ventilové sedlo 5. V uzavřené poloze prstencového ventilu 3 bude přítlačná tlaková síla F přitlačovat axiálně suvné vnější ventilového sedla 5 k prstencovému ventilu 3 tehdy, když průměr Dl styku s těsnicím prvkem 7 - kroužkem bude menší než průměr D2 styku dosedacích ploch J4 a 2J_.
Přítlačným prvkem 6 může být pružina různého provedeni. Též to může být hydraulický nebo pneumatický válec, elektromagnet a podobně.
Funkci pojistného prvku 8 může plnit i osazená matice 12 nebo deska JI připevněná na středu 2 hlavy. Pojistný prvek může být i mezikruží 17 nebo může být obecně tvořen dorazy ze šroubů, kolíků a podobně.
Pro montáž a seřízení vnitřního ventilového sedla 4 je výhodné, kdyžje střed 2 hlavy demontovatelný. Pro montáž prstencového ventilu 3 je výhodné, když jsou ventilová vodítka 26 uložena s radiální vůlí. Jejich polohu lze zajistit podle polohy prstencového ventilu 3 ajeho dříků 25.
Průmyslová využitelnost
Hlava válce spalovacího motoru s prstencovým ventilem podle tohoto vynálezu nalezne uplatnění v různých druzích spalovacích motorů pro ovládání sání, výfuku nebo společnou funkci sání i výfuku. Použití například pro výfuk u dvoudobého motoru nebo u čtyřdobého motoru pro společný výfuk a sání.
Claims (5)
1. Hlava válce spalovacího motoru s prstencovým ventilem sestávající z tělesa (1) a pevného středu (2) hlavy válce a prstencového ventilu (3) s vnější dosedací plochou (21) a vnitřní dosedací plochou (20), který v uzavřené poloze dosedá do vnějšího ventilového sedla (5) s vnější dosedací plochou (11) a vnitřního ventilového sedla (4) s vnitřní dosedací plochou (10), vyznačující se tím, že vnitřní ventilové sedlo (4) a/nebo vnější ventilové sedlo (5) je uloženo suvně v axiálním směru a k vnitřnímu ventilovému sedlu (4) a/nebo k vnějšímu ventilovému sedlu (5) je připojen alespoň jeden přítlačný prvek (6) pro vyvolání síly proti prstencovému ventilu (3)·
2. Hlava válce podle nároku 1, vyznačující se tím, že suvně pohyblivé vnitřní ventilové sedlo (4) a/nebo vnější ventilové sedlo (5) je opatřeno alespoň jedním těsnicím prvkem (7), umístěným mezi vnitřním ventilovým sedlem (4) a středem (2) hlavy spalovacího motoru a/nebo mezi vnějším ventilovým sedlem (5) a tělesem (1) hlavy spalovacího motoru.
3. Hlava válce podle nároku 2, vyznačující se tím, že těsnicí prvek (7) je umístěn v drážce ve středu (2) hlavy spalovacího motoru a/nebo v tělese (1) hlavy spalovacího motoru.
4. Hlava válce podle nároku 3, vyznačující se tím, že těsnicí prvek (7) je tvořen těsnicím kroužkem na suvně pohyblivém vnitřním ventilovém sedle (4), přičemž průměr styku těsnicího prvku (7) s vnitřním ventilovým sedlem (4) je větší než průměr dosedací plochy (10) tohoto vnitřního ventilového sedla (4) s prstencovým ventilem (3).
5. Hlava válce podle nároku 3, vyznačující se tím, že těsnicí prvek (7) je tvořen těsnicím kroužkem na suvně pohyblivém vnějším ventilovém sedle (5), přičemž průměr styku těsnicího kroužku s vnějším ventilovým sedlem (5) je menší než průměr dosedací plochy (11) tohoto vnějšího ventilového sedla (5) s prstencovým ventilem (3).
6. Hlava válce podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že suvně pohyblivé vnitřní ventilové sedlo (4) a/nebo vnější ventilové sedlo (5) je opatřeno pojistným prvkem (8) proti jeho vytažení směrem do válce.
7. Hlava válce podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že suvně pohyblivé vnitřní ventilové sedlo (4) a/nebo vnější ventilové sedlo (5) je opatřeno alespoň dvěma dříky (14), procházejícími středem (2) a/nebo tělesem (1) hlavy spalovacího motoru, opatřenými na svých koncích seřiditelnými dorazy (23) a/nebo tlumiči (24).
8. Hlava válce podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že dosedací plocha suvně pohyblivého vnitřního ventilového sedla (4) a/nebo vnějšího ventilového sedla (5) je kulová.
9. Hlava válce podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že přítlačný prvek (6) je tvořen hydraulickou pružinou se seškrcením (19) v přívodu oleje a/nebo jednosměrným škrcením (18) v přívodu oleje.
5 10. Hlava válce podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že střed (2) hlavy spalovacího motoru je demontovatelný z tělesa (1) hlavy spalovacího motoru a/nebo ventilová vodítka (26) pro vedení ventilových dříků (25) prstencového ventilu (3) jsou uložena s radiální vůlí ve středu (2) a/nebo v tělese (1) hlavy spalovacího motoru.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20110259A CZ303732B6 (cs) | 2011-05-03 | 2011-05-03 | Hlava válce spalovacího motoru s prstencovým ventilem |
| US14/115,247 US9297332B2 (en) | 2011-05-03 | 2012-05-03 | Cylinder head with annular valve for internal-combustion engine |
| PCT/CZ2012/000037 WO2012149915A2 (en) | 2011-05-03 | 2012-05-03 | Cylinder head with ring-shaped valve for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20110259A CZ303732B6 (cs) | 2011-05-03 | 2011-05-03 | Hlava válce spalovacího motoru s prstencovým ventilem |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2011259A3 CZ2011259A3 (cs) | 2012-01-11 |
| CZ303732B6 true CZ303732B6 (cs) | 2013-04-10 |
Family
ID=45439955
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20110259A CZ303732B6 (cs) | 2011-05-03 | 2011-05-03 | Hlava válce spalovacího motoru s prstencovým ventilem |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9297332B2 (cs) |
| CZ (1) | CZ303732B6 (cs) |
| WO (1) | WO2012149915A2 (cs) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102014009349B4 (de) * | 2014-06-29 | 2016-01-28 | Dirk Ohlmann | Verbrennungsmotor |
| US11125123B1 (en) * | 2020-03-17 | 2021-09-21 | Caterpillar Inc. | Valve seat insert with soft landing insert design with contoured radii |
| US11125122B1 (en) * | 2020-03-17 | 2021-09-21 | Caterpillar Inc. | Valve seat insert with soft landing insert design with contoured radii |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2222730A (en) * | 1938-08-16 | 1940-11-26 | Bolinder Munktell | Valve for engines and the like |
| US4503817A (en) * | 1982-02-18 | 1985-03-12 | General Motors Corporation | Annular valve stratified charge spark ignition engines |
| US5168843A (en) * | 1991-12-17 | 1992-12-08 | Franks James W | Poppet valve for an internal combustion engine |
| US5673656A (en) * | 1993-10-27 | 1997-10-07 | Kalivoda Engineering | Cylinder head for a four stroke combustion engine |
| DE102006016109A1 (de) * | 2006-04-04 | 2007-10-11 | Alexander Bobylev | Ringventil |
| FR2947000A1 (fr) * | 2009-06-17 | 2010-12-24 | Henri Lescher | Mecanisme de soupape, notamment d'admission ou d'echappement pour moteur a combustion |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2153727A (en) * | 1934-06-28 | 1939-04-11 | Rima A G | Internal combustion engine |
| US2222731A (en) | 1938-08-16 | 1940-11-26 | Bolinder Munktell | Valve grinding device for engines |
| FR871854A (fr) * | 1940-05-03 | 1942-05-20 | Krupp Ag | Soupape annulaire |
| DE3438847A1 (de) | 1984-10-24 | 1986-04-24 | Karl Friedrich von 2357 Bad Bramstedt Grünberg | Ventilanordnung im zylinderkopf eines verbrennungsmotors |
| US5421359A (en) * | 1992-01-13 | 1995-06-06 | Caterpillar Inc. | Engine valve seating velocity hydraulic snubber |
| US5803042A (en) * | 1992-07-27 | 1998-09-08 | Bortone; Cesare | Valves and valve timing for internal combustion engine |
| DE4225369A1 (de) * | 1992-07-31 | 1994-02-03 | Bosch Gmbh Robert | Gaswechselverfahren an Zweitaktbrennkraftmaschinen |
| FR2710106B1 (fr) * | 1993-09-13 | 1995-12-08 | Melchior Jean F | Perfectionnement aux moteurs a combustion interne |
| US5355848A (en) * | 1993-10-25 | 1994-10-18 | Denton Richard J | Internal-combustion engine with concentric, annular intake and exhaust valves |
| FR2741668B1 (fr) * | 1995-11-29 | 1998-03-20 | Tacquet Maurice Andre | Perfectionnements aux moteurs alternatifs a combustion interne, ceux-ci comportant des culasses a soupapes concentriques |
| FR2745328B1 (fr) * | 1996-02-28 | 1998-06-12 | Snc Melchior Technologie | Perfectionnement aux moteurs a combustion interne a deux temps a balayage en boucle |
| US5782215A (en) * | 1997-06-13 | 1998-07-21 | Engelmann; Mark M. | Intake/exhaust valve |
| JPH1150866A (ja) * | 1997-08-01 | 1999-02-23 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の可変圧縮比機構 |
| JP2002097907A (ja) * | 2000-09-25 | 2002-04-05 | Honda Motor Co Ltd | 内燃機関 |
-
2011
- 2011-05-03 CZ CZ20110259A patent/CZ303732B6/cs not_active IP Right Cessation
-
2012
- 2012-05-03 US US14/115,247 patent/US9297332B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2012-05-03 WO PCT/CZ2012/000037 patent/WO2012149915A2/en active Application Filing
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2222730A (en) * | 1938-08-16 | 1940-11-26 | Bolinder Munktell | Valve for engines and the like |
| US4503817A (en) * | 1982-02-18 | 1985-03-12 | General Motors Corporation | Annular valve stratified charge spark ignition engines |
| US5168843A (en) * | 1991-12-17 | 1992-12-08 | Franks James W | Poppet valve for an internal combustion engine |
| US5673656A (en) * | 1993-10-27 | 1997-10-07 | Kalivoda Engineering | Cylinder head for a four stroke combustion engine |
| DE102006016109A1 (de) * | 2006-04-04 | 2007-10-11 | Alexander Bobylev | Ringventil |
| FR2947000A1 (fr) * | 2009-06-17 | 2010-12-24 | Henri Lescher | Mecanisme de soupape, notamment d'admission ou d'echappement pour moteur a combustion |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US9297332B2 (en) | 2016-03-29 |
| CZ2011259A3 (cs) | 2012-01-11 |
| WO2012149915A3 (en) | 2013-11-21 |
| US20140083389A1 (en) | 2014-03-27 |
| WO2012149915A2 (en) | 2012-11-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10294828B2 (en) | Hydraulic lash adjuster | |
| CA2833481C (en) | Pressure balanced spring loaded overtravel sealing apparatus | |
| CN102449356B (zh) | 用于流体阀的阀座装置 | |
| CN110159781B (zh) | 具有能调节的内件装置的球阀 | |
| US20050166971A1 (en) | Y-pattern piston check valve, piston valve assembly for a Y-pattern piston check valve, and method | |
| KR20140100957A (ko) | 교환 가능한 시트 플레이트를 갖는 자동 밸브 | |
| CZ303732B6 (cs) | Hlava válce spalovacího motoru s prstencovým ventilem | |
| RU2647750C2 (ru) | Перепускной клапан | |
| JPH0116343B2 (cs) | ||
| CA2097466C (en) | Annular valve for a piston compressor | |
| CN109555863A (zh) | 调节用于在阀组件中使用的双分叉塞中的超行程 | |
| US4669702A (en) | Erosion resistant soft seated valve trim | |
| CN108397252B (zh) | 液压间隙调节器 | |
| US20170089224A1 (en) | Rocker base for valve actuation system | |
| US8413626B2 (en) | Lash adjuster | |
| US9410469B2 (en) | Valve device for an internal combustion engine | |
| US4557463A (en) | Erosion resistant soft seated valve trim | |
| KR100570913B1 (ko) | 내연기관용 밸브 제어 장치 | |
| EP3967856A1 (en) | Gasket for a valve of an internal combustion engine | |
| GB2071818A (en) | Improved compressor valve having annular valve elements | |
| US10711655B1 (en) | Rocker arm assembly having a hydraulic lash adjuster | |
| JP6411738B2 (ja) | 圧力平衡ばね荷重オーバートラベル密閉装置 | |
| EP2693005B1 (en) | Cylinder structure of internal combustion engine | |
| RU2769606C2 (ru) | Шаровой клапан для двигателя внутреннего сгорания | |
| JP4625026B2 (ja) | 一体化されたポストガイド式弁座リング組立体 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20200503 |