ES2411006T3 - Culata de cilindro - Google Patents

Abstract

Una culata de cilindro en el que unos anillos de asiento, contra los que se colocan válvulas deadmisión, están montados respectivamente en una pluralidad de puertos de admisión que secomunican con una cámara de combustión de un motor de combustión interna, caracterizada porque entre la pluralidad de puertos de admisión, un puerto de admisión en el que está montado unanillo de asiento excéntrico (1), con un centro (b) de un diámetro interior de este anillo de asientoexcéntrico que es excéntrico con relación a un centro (a) de un diámetro exterior de este anillo deasiento excéntrico, está presente junto con un puerto de admisión en el que está montado un anillode asiento estándar, con un centro de un diámetro interior de este anillo de asiento estándar quecoincide con un centro de un diámetro exterior de este anillo de asiento estándar.

Description

Culata de cilindro

La presente invenci6n se refiere a una culata de cilindro que permite mantener una alta eficiencia termica de un motor mientras se mantiene bajos los niveles de NOx con la mejora del rendimiento de la combusti6n de un motor de gas de mezcla pobre

En un motor de combusti6n interna, tal como un motor de gas o similar, un anillo de asiento esta montado en una abertura de un puerto de admisi6n que se comunica con una camara de combusti6n, y se proporciona una superficie de asiento que esta en contacto con una valvula de admisi6n que abre y cierra esta abertura Un ejemplo de la configuraci6n de un anillo de asiento convencional se muestra en la figura 11 Este anillo de asiento (denominado a continuaci6n como un anillo de asiento estandar) tiene una configuraci6n anular y el diametro interior φ A es concentrico con el diametro exterior F Es decir, el diametro interior φ A y el diametro exterior F tienen el mismo centro a En un motor de gas, la combusti6n de una mezcla de aire-combustible de gas combustible y aire se realiza mediante propagaci6n de la llama En consecuencia, el uso activo de un flujo de aire proporciona una mejora en la eficiencia termica al acortar el perfodo de combusti6n Sin embargo, como el diametro interior φ A es concentrico con el diametro exterior F en un anillo de asiento estandar, en un motor de gas equipado con un anillo de asiento estandar, la relaci6n de torbellino es pequena y es diffcil mejorar el rendimiento de una combusti6n que hace uso del flujo de aire Ademas, los ultimos motores diesel estan disenados de tal manera que se puede obtener una salida relativamente alta en proporci6n con el tamano del motor Es decir, se requiere que el motor sea un motor de presi6n efectiva media de alto freno (BMEP) Por consiguiente, para asegurar que la cantidad necesaria de aire para la combusti6n se consigue, hay una tendencia a emplear un tipo de relaci6n de alta presi6n de sobrealimentaci6n, y para disenar los puertos de admisi6n y de escape de la culata del cilindro con un area de secci6n transversal grande y con una configuraci6n que tiene unas curvas y similares En puertos con este tipo de configuraci6n, el coeficiente de flujo es alta, pero no se genera un fuerte flujo de turbulencia

En contraste, se ha desarrollado un motor de gas de ignici6n de aceite piloto que tiene como objetivo proporcionar un escape mas limpio a traves de una combusti6n perfecta, una alta salida, y una alta eficiencia termica Este motor de gas de ignici6n de aceite piloto tiene como objetivo mantener los costes de producci6n bajo control mediante el uso de los mismos componentes principales que los utilizados en un motor diesel

Como una culata de cilindro de este motor de gas de ignici6n de aceite piloto es la misma que la utilizada en un motor diesel, tiene un alto coeficiente de flujo, sin embargo, la relaci6n de torbellino es cero y no se puede esperar ninguna mejora el rendimiento de la combusti6n haciendo uso de flujo de aire

En consecuencia, en el desarrollo de este motor de gas de ignici6n de aceite piloto, la supresi6n del coeficiente de flujo a un mfnimo al mismo tiempo que se mejora la relaci6n de torbellino se desea para mejorar la eficiencia termica

La presente invenci6n fue concebida en vista de las circunstancias anteriores y es un objeto de la misma proporcionar una culata de cilindro que permite que los elementos en conflicto del coeficiente de flujo se mantengan, asf como se lograr conseguir el refuerzo de la relaci6n de torbellino, y para obtener de ese modo una mejora en la eficiencia termica

A continuaci6n, se dara una descripci6n detallada de un aparato para resolver los problemas descritos anteriormente con referencia a los dibujos que se refieren a las realizaciones

A saber, la presente invenci6n es una culata de cilindro en la que unos anillos de asiento, contra los que se colocan las valvulas de admisi6n, estan montados respectivamente en una pluralidad de puertos de admisi6n que se comunican con una camara de combusti6n de un motor de combusti6n interna, en el que, entre la pluralidad de los puertos de admisi6n, un puerto de admisi6n en la que esta montado un anillo de asiento excentrico, con un centro de un diametro interior de este anillo de asiento excentrico es excentrico con relaci6n a un centro de un diametro exterior de este anillo de asiento excentrico, esta presente junto con un puerto de admisi6n en el que esta montado un anillo de asiento estandar, con un centro de un diametro interior de este anillo de asiento estandar que coincide con un centro de un diametro exterior de este anillo de asiento estandar

En esta culata de cilindro, como resultado de un puerto de admisi6n en el que esta montado un anillo de asiento excentrico que esta presente junto con un puerto de admisi6n en el que esta montado un anillo de asiento estandar, el coeficiente de caudal es asegurado por el puerto de admisi6n en el que esta montado el anillo de asiento estandar, mientras que el flujo de turbulencia se ve reforzado por el puerto de admisi6n en el que se monta el anillo de asiento excentrico Por lo tanto, es posible obtener los dos elementos en conflicto de un coeficiente de flujo seguro y un flujo de turbulencia reforzado y entonces se obtiene una eficiencia termica mas alta en comparaci6n con cuando se montan s6lo los anillos de asiento estandar, o cuando se monta s6lo el anillo de asiento excentrico

En este caso, es deseable que dos de los puertos de admisi6n esten alineados en una direcci6n desde un lado del colector de admisi6n hacia un lado opuesto intercalando la culata del cilindro, y el anillo de asiento estandar esta montado en uno de los puertos de admisi6n, mientras que el anillo de asiento excentrico esta montado en el otro puerto de admisi6n Como un ejemplo especffico, es posible emplear una estructura en la que el arbol de levas va desde el lado del colector de admisi6n hacia el otro lado a traves de la culata del cilindro, y dos puertos de admisi6n estan situados entre el lado del arbol de levas y el lado del colector de admisi6n de la culata del cilindro, y en el que el anillo de asiento estandar esta montado en uno de los puertos de admisi6n, mientras que el anillo de asiento excentrico esta montado en el otro puerto de admisi6n

En esta culata del cilindro, en una estructura en la que se proporcionan dos puertos de admisi6n, es decir, en una estructura provista del numero mfnimo de puertos de admisi6n que son necesarios para implementar la presente invenci6n, los anillos de asiento estandar se montan en uno de los puertos de admisi6n mientras que los anillos de asiento excentricos estan montados en el otro puerto de admisi6n Como resultado, es posible obtener los dos elementos en conflicto de un coeficiente de flujo seguro y un flujo de turbulencia reforzado, incluso cuando se proporcionan dos puertos de admisi6n, y se obtiene una eficiencia termica mas alta en comparaci6n con cuando solamente el anillo de asiento estandar esta montado en estos dos puertos de admisi6n o cuando s6lo el anillo de asiento excentrico esta montado sobre el mismo

Tambien es deseable que el anillo de asiento excentrico se pueda montar en una posici6n relativamente distante como se ve desde el lado del colector de admisi6n

De esta manera es posible generar un flujo de turbulencia eficaz usando la superficie de la pared de la camisa del cilindro en una posici6n relativamente distante como se ve desde el lado del colector de admisi6n

En este caso, todavfa es mas deseable que dos puertos de escape se proporcionen en la culata del cilindro en paralelo con los dos puertos de admisi6n, y una porci6n estrecha de un borde del anillo de asiento excentrico esta colocada frente al lado del puerto de escape en un angulo de aproximadamente 45° con relaci6n a una direcci6n delantera desde el lado del colector hacia el lado del arbol de levas

En esta culata de cilindro, mediante el montaje del anillo de asiento excentrico en el puerto de admisi6n

en una posici6n relativamente distante tal como se ve desde el lado del colector de admisi6n, y por enfrentado a una parte estrecha del borde del anillo de asiento excentrico hacia el lado del orificio de escape en un angulo de aproximadamente 45° respecto a una direcci6n delantera desde el lado del colector hacia el lado del arbol de levas, es posible utilizar eficazmente la superficie de la pared de la camisa del cilindro, y generar un flujo de turbulencia eficaz en la camara de combusti6n

Por otra parte, debido a que la direcci6n de la entrada de admisi6n es a lo largo de la superficie de la pared de la camisa del cilindro y es tambien una direcci6n que resulta en poca interferencia con la admisi6n desde el puerto de admisi6n, donde esta montado el anillo de asiento estandar, el flujo de turbulencia se puede reforzar y se puede asegurar el coeficiente de flujo

La figura 1 es una vista en secci6n transversal de un anillo de asiento excentrico utilizado en la culata de cilindro de acuerdo con la presente invenci6n La figura 2 es una vista en planta del anillo de asiento excentrico que se muestra en la figura 1 La figura 3A es una vista en planta que muestra una variaci6n (N° 1) de una combinaci6n de anillos de asiento montados sobre una culata de cilindro La figura 3B es una vista en planta que muestra una variaci6n (N° 2) de una combinaci6n de anillos de asiento montados sobre una culata de cilindro La figura 3C es una vista en planta que muestra una variaci6n (N° 3) de una combinaci6n de anillos de asiento montados sobre una culata de cilindro La figura 4A es una vista en planta que muestra una variaci6n (N° 4) de una combinaci6n de anillos de asiento montados sobre una culata de cilindro La figura 4B es una vista en planta que muestra una variaci6n (N° 5) de una combinaci6n de anillos de asiento montados sobre una culata de cilindro La figura 4C es una vista en planta que muestra una variaci6n (N° 6) de una combinaci6n de anillos de asiento montados sobre una culata de cilindro La figura 5A es una vista en planta que muestra una variaci6n (N° 7) de una combinaci6n de anillos de asiento montados sobre una culata de cilindro La figura 5B es una vista en planta que muestra una variaci6n (N° 8) de una combinaci6n de anillos de asiento montados sobre una culata de cilindro La figura 5C es una vista en planta que muestra una variaci6n (N° 9) de una combinaci6n de anillos de asiento montados sobre una culata de cilindro La figura 6A es una vista en planta que muestra una variaci6n (N° 10) de una combinaci6n de anillos de asiento montados sobre una culata de cilindro La figura 6B es una vista en planta que muestra una variaci6n (N° 11) de una combinaci6n de anillos de asiento montados sobre una culata de cilindro La figura 6C es una vista en planta que muestra una variaci6n (N° 12) de una combinaci6n de anillos de asiento montados sobre una culata de cilindro La figura 7A es una vista en planta que muestra una variaci6n (N° 13) de una combinaci6n de anillos de asiento montados sobre una culata de cilindro La figura 7B es una vista en planta que muestra una variaci6n (N° 14) de una combinaci6n de anillos de asiento montados sobre una culata de cilindro La figura 7C es una vista en planta que muestra una variaci6n (N° 15) de una combinaci6n de anillos de asiento montados sobre una culata de cilindro La figura 8 es un grafico que muestra un coeficiente de flujo y un numero de turbulencia adimensional en las variaciones de las combinaciones de los anillos de asiento que se muestran en las figuras 3A a 7C La figura 9 es una vista en planta de una culata de cilindro que tiene una estructura de anillo de asiento correspondiente a la combinaci6n N° 11 que se muestra en la figura 6B La figura 10 es un grafico que muestra una comparaci6n de la eficiencia termica de un motor que tiene la culata de cilindro que se muestra en la figura 9 y un motor equipado unicamente con un anillo de asiento convencional La figura 11 es una vista en secci6n transversal de un anillo de asiento estandar que se utiliza en una culata de cilindro convencional

Las realizaciones preferidas de la culata de cilindro de acuerdo con la presente invenci6n se describiran ahora con referencia a los dibujos

La presente invenci6n selecciona una direcci6n excentrica adecuada y una posici6n de montaje para un anillo de asiento de un puerto de admisi6n que esta montado en una culata de cilindro de un motor de gas, refuerza el flujo de turbulencia sin reducir el coeficiente de flujo, y mejora el rendimiento de la combusti6n mediante la aceleraci6n del flujo de aire durante la combusti6n La presente invenci6n se puede utilizar adecuadamente en motores en los que la combusti6n de una mezcla de combustible-aire se realiza por propagaci6n de llama, a saber, motores de ignici6n de aceite piloto, motores de gas de ignici6n por chispa, motores de gasolina de ignici6n por chispa, y similares Los motores que emplean la tecnologfa de la presente invenci6n tambien se pueden usar, por ejemplo, en tipos de instalaciones estacionarias de generaci6n de energfa para uso publico o industrial

La figura 1 es una vista en secci6n transversal de un anillo de asiento (denominado a continuaci6n como un anillo de asiento excentrico) utilizado en la culata de cilindro de acuerdo con la presente invenci6n La figura 2 es una vista en planta del anillo de asiento excentrico que se muestra en la figura 1

El anillo de asiento excentrico 1 que se muestra en la figura 1 esta montado en una abertura de un puerto de admisi6n que se abre en una culata de cilindro El anillo de asiento excentrico 1 esta formado por una porci6n de entrada de la abertura 5 que tiene una porci6n de orificio 3 que se abre hacia el lado del puerto de admisi6n, una porci6n de asiento de valvula 9 que tiene una superficie de asiento 7 que se proporciona en el lado de una camara de combusti6n y que esta en contacto con una valvula de admisi6n, una porci6n de ajuste 11 que se utiliza cuando el anillo de asiento excentrico 1 esta montado en la abertura de la culata del cilindro, y similares

En el anillo de asiento excentrico 1, el centro del diametro exterior del mismo no coincide con el centro del diametro interior de la porci6n de orificio 3 A saber, en el anillo de asiento excentrico 1, el centro del diametro interior de la porci6n de orificio 3 se desvfa del centro del diametro exterior Especfficamente, la superficie circunferencial de un diametro φ B interior que tiene un centro b que se desvfa en una distancia E desde el centro a del diametro exterior forma una superficie circunferencial interior de la porci6n de orificio 3 Aquf, una direcci6n desde el centro a del diametro exterior hacia el centro b del diametro interior se llama la direcci6n excentrica del anillo de asiento excentrico 1

Para obtener este tipo de porci6n de orificio excentrico 3, despues de formar la superficie circunferencial del diametro interior φ A que tiene un centro a que es identico al del diametro exterior, la superficie circunferencial del diametro interior φ B se forma cortando la primera superficie circunferencial formada Como resultado, tal como se muestra en la figura 1, porciones de la superficie circunferencial interior de la porci6n de orificio 3 que estan en el lado opuesto a la direcci6n excentrica del anillo de asiento excentrico 1 estan en contacto con una superficie circunferencial convexa 3a resultante cuando se forma la superficie circunferencial del diametro interior φ A, sin embargo, las porciones restantes forman una superficie circunferencial plana 3b que se ensancha gradualmente hacia arriba y hacia abajo mientras se dirige en la direcci6n excentrica del anillo de asiento excentrico 1 La anchura vertical de la superficie circunferencial plana 3b es mayor en el lado de la direcci6n excentrica del anillo de asiento excentrico 1 (es decir, en el lado izquierdo en la figura 1)

En contraste, ademas del anillo de asiento excentrico 1, el anillo de asiento estandar que se muestra en la figura 11 esta montado en la abertura del puerto de admisi6n con el centro a del diametro exterior del mismo que coincide con el diametro interior φ A de la porci6n de orificio 3 En este anillo de asiento estandar, el diametro exterior del mismo es concentrico con la porci6n de orificio 3

A saber, en la culata de cilindro de acuerdo con la presente realizaci6n, un puerto de admisi6n equipado con el anillo de asiento excentrico 1 esta presente junto con un puerto de admisi6n equipado con un anillo de asiento estandar

En la presente realizaci6n, al seleccionar de manera 6ptima la posici6n de montaje y la direcci6n excentrica del anillo de asiento excentrico 1 y el anillo de asiento estandar, es posible obtener los elementos en conflicto de un coeficiente de flujo seguro y un flujo de turbulencia reforzado Se describe un ejemplo de esto a continuaci6n con referencia a las figuras 3 a 7 Las figuras 3A a 7C son vistas en planta tfpicas que muestran culatas de cilindro Estas culatas de cilindro tienen dos aberturas cada una, las aberturas A y B y las aberturas C y D para cada cilindro individual Ademas, en estos dibujos, el lado izquierdo es el lado del arbol de levas y el lado derecho es el lado del colector (el colector de admisi6n y el colector de escape estan en el mismo lado)

En esta culata de cilindro, un extremo de los dos puertos de admisi6n 13 y 14 que se muestra mediante la lfnea de trazos en la figura 3A se comunica con una camara de combusti6n a traves de las aberturas A y B Estas aberturas A y B son abiertas y cerradas por las valvulas de admisi6n (no mostradas) Aunque se omite de los dibujos, los otros extremos de los orificios de admisi6n 13 y 14 estan conectados entre sf para estar en una relaci6n aguas arriba�aguas abajo en relaci6n con el flujo de admisi6n

Ademas, las aberturas A y B estan colocadas de tal manera que un segmento de lfnea que pasa a traves de los centros de ambas aberturas A y B se extiende desde el lado del colector hacia el lado opuesto (el lado del arbol de levas en los ejemplos en los dibujos) con la culata de cilindro en medio

Las aberturas C y D de los puertos de escape (no mostrados) que se comunican con la camara de combusti6n se colocan en paralelo con las respectivas aberturas A y B de los puertos de admisi6n 13 y 14 Las aberturas C y D son ambos abiertas y cerradas por las valvulas de escape (no mostradas)

A continuaci6n, los resultados obtenidos cuando se compararon los coeficientes de flujo y el flujo de turbulencia reforzado en las culatas de cilindro que se muestran en las figuras 3A a 7C usando un aparato de prueba de flujo constante que emplea un impulsor se explicaran con referencia a las figuras 3A a 8

El total de 15 diagramas que se muestran en las figuras 3A a 7C muestran combinaciones de direcciones excentricas de los anillos de asiento excentricos y posiciones de anillos de asiento estandar y anillos de asiento excentricos montados en las respectivas aberturas A a D en el aparato de prueba de flujo constante Debe tenerse en cuenta que, en las figuras 3A a 7C, los centros del diametro exterior de los anillos de asiento excentricos coinciden con los centros de las aberturas en los que se montan los anillos de asiento excentricos Por otra parte, en las figuras 3A a 7C, la flecha d indica la direcci6n excentrica de los anillos de asiento excentricos

Para el coeficiente de flujo y el flujo de turbulencia, el objetivo fue un coeficiente de flujo de 0,51 y un numero de turbulencia adimensional de 0,134, que son aproximadamente los mismos que los de un motor de gas convencional

Estos valores de objetivo se emplearon por las siguientes razones A saber, en un motor de gas convencional, debido a que la producci6n por unidad de volumen del cilindro es baja (una pequena salida de menos de 1,23 MPa (cuando se expresa utilizando BMEP), y menos de 1,47 MPa, incluso en su valor mas grande), no se requiere una gran cantidad de aire para la combusti6n Cuando se disena un puerto de admisi6n de la culata de cilindro en este tipo de motor de gas convencional, los elementos en conflicto del coeficiente de flujo y del flujo de turbulencia se pueden establecer en valores apropiados sin tener que utilizar ningun tipo de tecnologfas especiales Sin embargo, para los fines de busqueda de eficiencia econ6mica mediante la reducci6n de costes iniciales y el logro de una reducci6n en los costes de funcionamiento mediante el aumento de la eficiencia de generaci6n de potencia del motor y similares, si la salida por unidad de volumen del cilindro se incrementa a un maximo de salida de 1,47 MPa (utilizando BMEP) o mas, o de manera deseable de 1,72 MPa o mas, o de manera aun mas deseable de 1,96 MPa o mas, entonces se requiere una mayor cantidad de aire que en el caso convencional, es inevitable disenar los puertos de admisi6n dando prioridad a la circulaci6n coeficiente

Por el contrario, es necesario para hacer que el flujo de turbulencia de un valor adecuado de tal manera que la propagaci6n de la llama de la mezcla de combustible-aire que utiliza una fuente de ignici6n dentro de un cilindro del motor de gas como un punto de inicio se acelera y se asegura que se quema de manera fiable la mezcla combustible-aire Sin embargo, normalmente, cuando se aumenta la producci6n por unidad de volumen del cilindro, si el coeficiente de flujo esta asegurado de la misma manera que para un motor de gas convencional, no es posible que el flujo de turbulencia tenga la misma resistencia que tiene en un motor de gas convencional

En consecuencia, en la presente realizaci6n, un coeficiente de flujo de 0,51 y un numero de turbulencia adimensional de 0,134, que son aproximadamente los mismos que en un motor de gas convencional, fueron el objetivo para mantener estos elementos en conflicto del coeficiente de flujo y del flujo de turbulencia incluso en un motor de alto rendimiento En otras palabras, la presente realizaci6n obtiene un mayor rendimiento por cilindro del que se obtiene convencionalmente, se consigue una reducci6n en los costes iniciales y una reducci6n en los gastos de funcionamiento a traves de la potencia del motor mejorada que genera eficiencia, y mejora la eficiencia econ6mica del motor, manteniendo aproximadamente el mismo coeficiente de flujo y el numero de turbulencia adimensional como los obtenidos en un motor de gas convencional mediante el uso de una combinaci6n de un anillo de asiento estandar y un anillo de asiento excentrico Ademas, aunque la presente realizaci6n se utiliza en un motor con un BMEP de menos de 1,23 MPa, es posible una mejora en la eficiencia termica para que coincida con el flujo de turbulencia reforzado

La figura 8 muestra el coeficiente de flujo y el numero de turbulencia adimensional cuando la elevaci6n de la valvula esta al maximo en las diversas combinaciones de los anillos de asiento que se muestran en las figuras 3A a 7C Debe tenerse en cuenta que las teclas � o -del numero de turbulencia adimensional en el eje vertical en la figura 8 indica la direcci6n del flujo de turbulencia y, tal como se muestra en la figura 3A, tal como se ve desde la superficie de explosi6n de la culata del cilindro, la direcci6n antihoraria es �, mientras que la direcci6n horaria es

Tal como se muestra en la figura 3A (combinaci6n anillo de asiento N° 1), si los anillos de asiento estandar se montan en ambas aberturas A y B, entonces, tal como se muestra en la figura 8, el coeficiente de flujo es tan alto como 0,6 o mas, pero el numero de turbulencia adimensional es 0

En contraste, tal como se muestra en las figuras 3B, 3C, 4A, 4B, 4C y 5A, si los anillos de asiento excentricos estan montados en ambas aberturas A y B (combinaci6n de anillo de asiento n° 2 a 7), entonces, tal como se muestra en la figura 8, es posible aumentar el numero de turbulencia adimensional de 0,15 a 0,2, sin embargo, el coeficiente de flujo se reduce a aproximadamente 0,45 a 0,48

Por otra parte, tal como se muestra en las figuras 5B, 5C, 6A, 6B, 6C, 7A, 7B y 7C, un anillo de asiento estandar fue montado en una de las aberturas A o B, y un anillo de asiento excentrico fue montado en la otra abertura A o B (combinaci6n n° 8 a 15), y se evaluaron las relaciones entre la direcci6n del anillo de asiento excentrico y las propiedades de flujo de aire

Como resultado, tal como se muestra en la figura 6B, cuando un anillo de asiento excentrico se monta en la abertura B y la direcci6n del mismo se fij6 en 45° hacia el interior de la superficie de la pared de la camisa (combinaci6n N° 11), entonces, las caracterfsticas objetivo eran evidentes

Como la abertura B esta en una posici6n relativamente distante tal como se ve desde el lado del colector de admisi6n, entonces se puede considerar que se obtiene un efecto de un flujo de turbulencia que se genera mediante el uso de las superficies de la pared de la camisa del cilindro Por otra parte, tambien en este caso, un coeficiente de flujo de aproximadamente 0,54 a 0,55 fue asegurado por el montaje de un anillo de asiento estandar en la abertura A

Es decir, el coeficiente de flujo esta asegurado por el puerto de admisi6n en el que se monta el anillo de asiento estandar, mientras que el flujo de turbulencia se ve reforzado por el puerto de admisi6n en el que se monta el anillo de asiento excentrico 1 mediante el empleo de un puerto de admisi6n en el que esta montado el anillo de asiento excentrico 1 que tiene la porci6n de orificio excentrico 3, junto con un puerto de admisi6n en el que se monta un anillo de asiento estandar que tiene una porci6n de orificio 3 no excentrica

Por consiguiente, es posible obtener los dos elementos en conflicto de un coeficiente de flujo seguro y un flujo de turbulencia reforzado Como resultado, se obtiene una eficiencia termica mas alta en comparaci6n cuando se montan s6lo los anillos de asiento estandar o cuando se montan s6lo los anillos de asiento excentrico 1

A continuaci6n, se dara una descripci6n del resultado obtenido cuando se prepar6 un motor que tiene una estructura de anillo de asiento correspondiente a la combinaci6n N° 11 (figura 6B) y se realiz6 un ensayo sobre el rendimiento de la operaci6n del mismo

La figura 9 es una vista en planta que muestra una culata de cilindro de un motor que tiene una estructura de anillo de asiento correspondiente a la combinaci6n N° 11 La figura 10 es un grafico que muestra una comparaci6n de la eficiencia termica del motor que se muestra en la figura 9 con la de un motor en el que se montan los anillos de asiento estandar

El motor de este ejemplo era uno en el que se ajustaron los anillos de asiento que tienen la estructura de anillo de asiento de la combinaci6n N° 11 (figura 6B) en una culata de cilindro de un motor de 6 cilindros cuyos cilindros tenfan un diametro de 220 mm A saber, se proporciona un anillo de asiento excentrico en el puerto de admisi6n en una posici6n relativamente distante tal como se ve desde el lado del colector de admisi6n Ademas, tal como se muestra mediante la flecha d en la figura 9, la porci6n estrecha del borde del anillo de asiento excentrico se coloc6 en el lado del puerto de escape en un angulo de aproximadamente 45° desde el lado del arbol de levas

Como resultado de ello, qued6 claro que, tal como se muestra en la figura 10, en la estructura de anillo de asiento de la presente realizaci6n, en la que se monta el anillo de asiento excentrico, la eficiencia termica fue 0,2 a 0,5 puntos mas alta que el caso en el que se montaron solamente los anillos de asiento estandar

Tal como se puede entender a partir del resultado de este ejemplo, la combinaci6n de los anillos de asiento se optimiza mediante el montaje de un anillo de asiento excentrico en el puerto de admisi6n en una posici6n relativamente distante tal como se ve desde el lado del colector de admisi6n, y mediante la colocaci6n de la porci6n estrecha del borde del anillo de asiento excentrico en el lado del puerto de escape en un angulo de aproximadamente 45° desde el lado del arbol de levas En este caso, la superficie de la pared de la camisa del cilindro se puede utilizar de manera efectiva, y se puede generar un flujo de turbulencia de manera efectiva en la camara de combusti6n Por otra parte, como la direcci6n de la entrada de admisi6n es a lo largo de la superficie de la pared de la camisa del cilindro y es tambien una direcci6n que resulta en poca interferencia con la admisi6n del puerto de admisi6n donde esta montado el anillo de asiento estandar, el flujo de turbulencia se puede reforzar y el coeficiente de flujo se puede asegurar

Debe tenerse en cuenta que, en la realizaci6n descrita anteriormente, el procedimiento para formar un anillo de asiento excentrico no se limita a esa descripci6n, dada en la figura 1, cuando se forma un anillo de asiento excentrico 1 que tiene una configuraci6n no simetrica entre izquierda y derecha mediante la formaci6n de una primera superficie circunferencial convexa 3a con un diametro interior φ A cuyo centro es identico al de un centro del diametro exterior, y a continuaci6n cortando la superficie circunferencial del diametro interior φ B en una posici6n excentrica Por ejemplo, tambien es posible formar la totalidad de la circunferencia interior como una superficie circunferencial convexa y formar toda la circunferencia interior como una superficie circunferencial plana o similar, y formar un anillo de asiento excentrico en el que el espesor del mismo varfa, pero la configuraci6n izquierda-derecha es sustancialmente similar

Ademas, en la realizaci6n descrita anteriormente, se muestra un caso en el que el anillo de asiento excentrico 1 tiene un diametro interior mayor φ B que el diametro interior φ A del anillo de asiento estandar Sin embargo, para reforzar el flujo de turbulencia no es esencial que el diametro interior del anillo de asiento excentrico sea mayor que el diametro interior del anillo de asiento estandar Tambien es posible hacer que el diametro interior del anillo de asiento excentrico 1 mas pequeno que el diametro interior del anillo de asiento estandar en un puerto de admisi6n de una culata de cilindro con un coeficiente de flujo grande Sin embargo, en el diseno real del mismo, como el coeficiente de flujo y el flujo de turbulencia son caracterfsticas en conflicto entre sf, es deseable que el diametro interior del anillo de asiento excentrico sea mayor que el diametro interior del anillo de asiento estandar

Por otra parte, tambien es posible emplear una estructura en la que cada puerto de admisi6n se comunique de forma independiente con el colector de admisi6n Aunque en la realizaci6n descrita anteriormente, tal como se muestra mediante la lfnea discontinua en la figura 3A, se muestra un ejemplo en el que dos puertos de admisi6n 13 y 14 estan cada uno abierto en una camara de combusti6n, y las otras porciones de extremo de los dos puertos de admisi6n 13 y 14 estan conectados entre sf para estar en una relaci6n aguas arriba�aguas abajo con relaci6n al flujo de la admisi6n

Por otra parte, tambien es posible emplear una estructura en la que el lado del arbol de levas se coloque de tal manera que el colector de admisi6n este en el lado opuesto y el colector de admisi6n esta encarado al colector de escape a traves del cilindro Aunque en la realizaci6n descrita anteriormente, en las figuras 3A a 7C se muestran ejemplos en los que el lado izquierdo es el lado del arbol de levas y el lado derecho es el lado del colector (el colector de admisi6n y el colector de escape estan en el mismo lado)

Claims (1)

1. 
   1 Una culata de cilindro en el que unos anillos de asiento, contra los que se colocan valvulas de admisi6n, estan montados respectivamente en una pluralidad de puertos de admisi6n que se comunican con una camara de combusti6n de un motor de combusti6n interna, arac erizad
   
   qu entre la pluralidad de puertos de admisi6n, un puerto de admisi6n en el que esta montado un anillo de asiento excentrico (1), con un centro (b) de un diametro interior de este anillo de asiento excentrico que es excentrico con relaci6n a un centro (a) de un diametro exterior de este anillo de asiento excentrico, esta presente junto con un puerto de admisi6n en el que esta montado un anillo de asiento estandar, con un centro de un diametro interior de este anillo de asiento estandar que coincide con un centro de un diametro exterior de este anillo de asiento estandar
   2 Una culata de cilindro de acuerdo con la reivindicaci6n 1, en el que dos de los puertos de admisi6n estan alineados en una direcci6n desde un lado del colector de admisi6n hacia un lado opuesto intercalando la culata del cilindro, y el anillo de asiento estandar esta montado en uno de los puertos de admisi6n mientras que el asiento de anillo excentrico esta montado en el otro puerto de admisi6n
   3 Una culata de cilindro de acuerdo con la reivindicaci6n 2, en el que dos de los puertos de admisi6n estan dispuestos entre el lado del colector de admisi6n y el lado del arbol de levas
   4 Una culata de cilindro de acuerdo con la reivindicaci6n 2, en el que el anillo de asiento excentrico esta montado en el puerto de admisi6n en una posici6n relativamente distante tal como se ve desde el lado del colector de admisi6n
   5 Una culata de cilindro de acuerdo con la reivindicaci6n 3, en el que el anillo de asiento excentrico esta montado en el puerto de admisi6n en una posici6n relativamente distante tal como se ve desde el lado del colector de admisi6n
   6 Una culata de cilindro de acuerdo con la reivindicaci6n 4, en el que dos puertos de escape estan dentro de la culata de cilindro en paralelo con los dos puertos de admisi6n, y una porci6n estrecha de un borde del anillo de asiento excentrico esta encarada con el lado del puerto de escape en un angulo de aproximadamente 45° respecto a una direcci6n hacia adelante desde el lado del colector hacia el lado del arbol de levas
   7 Una culata de cilindro de acuerdo con la reivindicaci6n 5, en el que dos puertos de escape estan dentro de la culata de cilindro en paralelo con los dos puertos de admisi6n, y una porci6n estrecha de un borde del anillo de asiento excentrico esta encarado con el lado del puerto de escape en un angulo de aproximadamente 45° respecto a una direcci6n hacia adelante desde el lado del colector
   hacia el lado del arbol de levas