FI122253B - Parannettu ohjausjärjestely mäntämoottorin kaasunvaihtoventtiiliä varten - Google Patents

Parannettu ohjausjärjestely mäntämoottorin kaasunvaihtoventtiiliä varten Download PDF

Info

Publication number
FI122253B
FI122253B FI20105469A FI20105469A FI122253B FI 122253 B FI122253 B FI 122253B FI 20105469 A FI20105469 A FI 20105469A FI 20105469 A FI20105469 A FI 20105469A FI 122253 B FI122253 B FI 122253B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
valve
control arrangement
chamber
gas exchange
engine
Prior art date
Application number
FI20105469A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20105469A0 (fi
Inventor
Saku Niinikangas
Magnus Sundsten
Original Assignee
Waertsilae Finland Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Waertsilae Finland Oy filed Critical Waertsilae Finland Oy
Priority to FI20105469A priority Critical patent/FI122253B/fi
Publication of FI20105469A0 publication Critical patent/FI20105469A0/fi
Priority to PCT/FI2011/050313 priority patent/WO2011135162A1/en
Priority to EP11719849.9A priority patent/EP2564037B1/en
Priority to CN201180021446.7A priority patent/CN102859125B/zh
Priority to KR1020127025216A priority patent/KR101595610B1/ko
Priority to JP2013506690A priority patent/JP5926241B2/ja
Application granted granted Critical
Publication of FI122253B publication Critical patent/FI122253B/fi

Links

Classifications

    • 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
    • F01L25/00—Drive, or adjustment during the operation, or distribution or expansion valves by non-mechanical means
    • F01L25/08—Drive, or adjustment during the operation, or distribution or expansion valves by non-mechanical means by electric or magnetic means
    • 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
    • F01L1/12—Transmitting gear between valve drive and valve
    • F01L1/14—Tappets; Push rods
    • F01L1/16—Silencing impact; Reducing wear
    • 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
    • F01L1/12—Transmitting gear between valve drive and valve
    • F01L1/14—Tappets; Push rods
    • 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
    • F01L1/12—Transmitting gear between valve drive and valve
    • F01L1/14—Tappets; Push rods
    • F01L1/146—Push-rods
    • 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
    • F01L1/20—Adjusting or compensating clearance
    • F01L1/22—Adjusting or compensating clearance automatically, e.g. mechanically
    • F01L1/24—Adjusting or compensating clearance automatically, e.g. mechanically by fluid means, e.g. hydraulically
    • F01L1/245—Hydraulic tappets
    • F01L1/255—Hydraulic tappets between cam and rocker arm
    • 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
    • F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/06—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for braking
    • 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
    • F01L9/00—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically
    • F01L9/10—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by fluid means, e.g. hydraulic
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M1/00—Pressure lubrication
    • F01M1/16—Controlling lubricant pressure or quantity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0203—Variable control of intake and exhaust valves
    • F02D13/0215—Variable control of intake and exhaust valves changing the valve timing only
    • 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
    • F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0015—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
    • F01L2013/0089—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque with means for delaying valve closing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)

Description

PARANNETTU OHJAUS JÄRJESTELY MÄNTÄMOOTTORIN
KAASUNVAIHTOVENTTIILIÄ VARTEN
Tekniikan ala 5
Esillä oleva keksintö kohdistuu patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukaiseen mäntämoottorin kaasunvaihtoventtiilin ohjausjärjestelyyn.
Tekniikan taso 10
Nykyisissä puristussytytteisissä mäntämoottoreissa käytetään yleisesti ahdinta, yleensä turboahdinta. Turboahdinjärjestely on erityisen edullinen, sillä siinä käytetään moottorin pakokaasujen energiaa. Turboahdetun dieselmoottorin päästöjen minimoimiseksi imuventtiilien ajoituksen on oltava 15 sellainen, että imuventtiili sulkeutuu aikaisin ennen männän alakuolokohtaa, kun taas ahtopainetta nostetaan vastaavasti riittävän ilmamäärän tuottamiseksi sylinteriin. Näin ollen on mahdollista parantaa moottorin tehoa ja hyötysuhdetta. Käytännössä kuitenkin turboahdin, jonka kompressoria käytetään pakokaasuturbiinilla, pyrkii olemaan epätaloudellinen moottorin 20 matalissa kuormitusolosuhteissa, sillä moottorin matalilla kuormituksilla turboahtimen ahtopaine on vielä suhteellisen alhainen.
Turboahtimen toimintaan vaikuttavat toisiinsa liitetyn kompressorin ja turbiinin ominaisuudet ja mukauttaminen. Suurten painesuhteiden käyttäminen ^ 25 kompressorissa, siis olennaisesti korkean ahtopaineen käyttäminen i o moottorin imusarjassa, on hyödyllistä. Turboahtimen kompressoriosan käyttämistä rajoittaa toisaalta kompressorin suurin virtauskapasiteetti ja | toisaalta niin kutsuttu sakkausraja. Kompressorin sakkaaminen on haitallista g moottorin toiminnalle, sillä moottorille syötettävän paloilman paine ja virtaus g 30 pienenevät heti, kun on kompressori sakkaa, δ
(M
2
Julkaisussa WO 2008/000899A1 kuvataan järjestely polttomoottorin kaasunvaihtoventtiilin sulkeutumishetken säätämiseksi, jolloin on mahdollista tuottaa viive venttiilin sulkeutumiseen, moottorin eri kuormaolosuhteisiin mukautumiseksi, erityisesti mataliin kuormiin, jolloin sylinterit eivät saa 5 riittävästi ilmaa, jotta puristustahdin aikana tapahtuisi itsesytytys. Tämä koskee erityisesti korkeapaineahdettuja moottoreita, esimerkiksi kaksivaiheisesti turboahdettuja moottoreita käynnistyksen ja kuorman vaihteluiden aikana. Tällaisissa moottoreissa käytetään korkeita paineita yhdessä jyrkempien tai lyhyempien nokka-akselien nokkaprofiilien kanssa, 10 mikä vastaavasti tuottaa lyhyempikestoisen ahtotapahtuman. Tällöin imuventtiilien aukioloajat moottorin tavallisen kuormituksen aikana eivät ole riittävän pitkiä tällaisia erikoistilanteita varten, joten viivetoiminnon pitäisi olla valittavasti käytettävissä.
15 Eri moottorien ja kuormitustilanteiden mukaan olisi edullista pystyä paremmin säätämään sylinteriin syötettävän ilman määrää muuttamalla kaasunvaihtoventtiilin ajoitusta vastaavasti päästöjen ja moottorin hyötysuhteen vielä korkeampien vaatimusten vuoksi. Julkaisun WO 2008/000899A1 järjestely ei tuota tässä suhteessa riittävästi mahdollisuuksia.
20 Näin ollen esillä olevan keksinnön tarkoitus on tuottaa edelleen parannettu mäntämoottorin kaasunvaihdon ohjausjärjestely, joka ratkaisee edellä kuvatut sekä muut tekniikan tasoon liittyvät ongelmat.
Keksinnön selitys w 25 i o Esillä olevan keksinnön tavoitteet voidaan olennaisesti saavuttaa i patenttivaatimuksessa 1 sekä yksityiskohtaisemmin muissa | patenttivaatimuksissa kuvatulla tavalla. Esillä olevan keksinnän mukaan g poistoyhteeseen on järjestetty elektronisesti ohjattu venttiilielin mainitun g 30 kammiotilan paineen vapautuksen tarkan ajankohdan määrittämiseksi, δ Tällöin venttiilielimen avautuminen ja siten kaasunvaihtoventtiilin (M 3 3 sulkeutumisliikkeen alku ja sen auki pitämisen viive voidaan valita vapaasti siten, että se on kussakin tapauksessa moottorin käyttöolosuhteiden mukainen.
5 Käytännössä elektronisesti ohjatut venttiilielimet toimivat edullisesti vasteena kaasunvaihtoventtiilin sulkeutumista tarpeen mukaan säätävän ohjausyksikön tuottamaan ohjaussignaaliin. Tämän vuoksi mitataan vähintään yksi fysikaalinen parametri, joka liittyy moottorin kuormitustilaan, esimerkiksi moottorin käyttönopeus, ja se syötetään ohjausyksikköön, jossa 10 sitä verrataan mainittujen parametrien esimääritettyihin arvoihin, ja ohjausyksikkö on järjestetty tuottamaan mainitun vertailumittauksen perusteella ohjaussignaali venttiilielimen avaamiseksi, jolloin sallitaan hydraulisen väliaineen virtaus kammiotilasta poistoyhteen kautta.
15 Poistoyhde voi edelleen olla varustettu virtausta kuristavalla laitteella, joka sijaitsee alavirtaan venttiilielimeen nähden ja kuristinlaitetta edullisesti ohjataan ohjausyksiköllä kuristustehon ohjaamiseksi. Tämänkaltaisen kuristinlaitteen avulla voidaan säätää poistoyhteen kautta virtaavan hydraulisen väliaineen nopeutta. Tällöin mäntälaitteen nopeutta ja sen vuoksi 20 myös kaasunvaihtoventtiilin sulkeutumisin kettä voidaan säätää ja se voidaan valita tarpeen mukaan, kun kaasunvaihtoventtiilin sulkeutumisliike on aloitettu elektronisesti ohjatun venttiilielimen avulla.
r- Keksinnön erään toisen suoritusmuodon mukaan mäntälaite on ° 25 voimansiirtoyhteydessä nokka-akselin kanssa ohjainosuuden kautta. Lisäksi o poistoyhde on varustettu venttiililaitteella, joka on toiminnallisesti itsenäinen cm elektronisesti ohjattuun venttiilielimeen nähden ja jonka käyttötila riippuu | ohjainosuuden sijainnista suhteessa runko-osaan. Tätä varten poistoyhde on g järjestetty haarautumaan ja venttiililaite on järjestetty eri haaraan kuin g 30 elektronisesti ohjattu venttiilielin. Tämä järjestely tuottaa luotettavan ratkaisun δ
CM
4 elektronisesti ohjatun venttiilielimen minkä tahansa toimintovirheen sattuessa, erityisesti siihen liittyvän elektronisen ohjauksen.
Keksinnön avulla on mahdollista parantaa moottorin tehon optimointia laajalle 5 kuormitus- ja käyntinopeusalueelle tuottamalla monipuoliset mahdollisuudet moottorin kaasunvaihtoventtiilin sulkeutumisen säätämiseksi tarpeen mukaan. Esillä olevan keksinnön mukainen järjestely on yksinkertainen ja luotettava.
10 Piirustusten lyhyt kuvaus
Seuraavassa keksintöä kuvataan esimerkinomaisesti yksityiskohtaisemmin viitaten oheisiin kaaviomaisiin piirustuksiin, joissa
Kuvio 1 esittää mäntämoottoria ja viivakaaviota sen venttiilimekanismista; 15 Kuvio 2 esittää keksinnön mukaista ohjausjärjestelyä toimimattomassa tilassa;
Kuvio 3 esittää keksinnön mukaista ohjausjärjestelyä avautumisvaiheen aikana;
Kuvio 3 esittää keksinnön mukaista ohjausjärjestelyä sulkeutumisvaiheen 20 aikana;
Kuvio 5 esittää toista keksinnön mukaista ohjausjärjestelyä sulkeutumisvaiheen aikana, ja
Kuvio 6 esittää venttiilin suhteellista avautumiskäyrää.
25 Piirustusten yksityiskohtainen kuvaus i σ> o i
Kuvio 1 esittää yksinkertaistettuna kaaviomaisena näkymänä mäntämoottoria | 1 siinä määrin, kuin se on tarpeen esillä olevan keksinnön ymmärtämiseksi, g Mäntämoottorin 1 sylinterien (ei kuvattu) kaasunvaihto tehdään g 30 sylinterikannessa 2 sijaitsevien kaasunvaihtoventtiilien 3 ohjaamana, o Kaasunvaihtoventtiilit 3 toimivat mekanismin kautta ja tyypillisesti niitä 5 käyttää moottorin nokka-akseli 4 nokkaprofiilien 4.1 ohjaamina.
Voimansiirtoyhteys kunkin venttiilimekanismin 6 ja nokka-akselin 4 välillä toteutetaan ohjausjärjestelyllä 5.
5 Ohjausjärjestelyn 5 ensimmäinen suoritusmuoto kuvataan yksityiskohtaisemmin kuvioissa 2 - 4, joista kuvio 2 esittää järjestelyä toimimattomassa tilassa, jolloin sen kanssa yhteydessä oleva imuventtiili 3 (ei kuvattu) on suljettuna. Ohjausjärjestely 5 käsittää runko-osan 51, joka on tyypillisesti kiinnitetty moottorin runkoon. Runko-osaan 51 on sovitettu 10 kammio 52, johon mäntälaite 53 on kiinnitetty ensimmäiselle puolelle olemaan liikutettavissa pituussuuntaisen akselinsa suunnassa. Kammion 52 väliosa on varustettu jakoseinämällä 54, johon on järjestetty sylinterimäinen aukko 55 kammion keskiakselille. Mäntälaite 53 käsittää ensimmäisen osuuden 53.1, jonka halkaisija vastaa kammion 52 halkaisijaa, ja toisen 15 osuuden 53.2, joka vastaa jakoseinämässä olevan aukon 55 halkaisijaa ja joka on pienempi kuin kammion halkaisija. Mäntälaitteen toinen osuus 53.2 suuntautuu runko-osassa 51 aukon 55 läpi kammioon 52, joka sijaitsee jakoseinämän 54 toisella puolella. Jakoseinämän paksuus mäntälaitteen pituussuuntaisen akselin suunnassa on mitoitettu siten, että se toimii 20 ohjaavana elementtinä mäntälaitteen 53.2 toiselle osuudelle. Kammion 52 jakava jakoseinämä 54 tuottaa yhdessä kammioon 52 sovitetun mäntälaitteen 53.1 kanssa kammiotilan 59, jonka tilavuus kasvaa, kun mäntälaite 53 liikkuu kaasunvaihtoventtiilin 3 suunnassa, siis nokka-akselista 4 kauemmas.
° 25 o Jakoseinämän 54 toiselle puolelle kammioon 52 on järjestetty ohjainosuus 56 sekä jousi 57. Lisäksi ohjainosuus 56 on varustettu rullalla 58, joka liikkuu | pitkin nokkaprofiilia 4.1 nokka-akselin 4 pyöriessä. Jousi 57 on sovitettu g ohjainosuuden 56 ja jakoseinämän 54 väliin painamaan ohjainosuutta 56 g 30 kohti nokka-akselia 4 ja pitämään rulla 58 kosketuksissa nokka-akselin 4 o nokkaprofiilin 4.1 kanssa. Kammion 52 ensimmäiselle puolelle, jakoseinämän 6 54 läheisyyteen, on järjestetty hydrauliselle väliaineelle liitäntä, joka käsittää syöttöyhteen 58.1 ja poistoyhteen 58.2, jotka kumpikin avautuvat kammiotilaan 59.
5 Syöttöyhde 58.1 on yhteydessä hydraulisen väliaineen lähteeseen 7, joka voi moottorissa olla myös tavallinen painevoitelujärjestelmä. Syöttöyhde 58.1 on varustettu sulkuventtiilillä 11 ja takaiskuventtiilillä 9. Sulkuventtiilin 11 avulla syöttöyhde 58.1 voidaan yhdistää kammiotilaan 59 ja irrottaa siitä, riippuen siitä, onko tarkoitus käyttää ohjausjärjestelyä keksinnön mukaiseen 10 kaasunvaihtoventtiilin viivästettyyn sulkemiseen vai ei. Takaiskuventtiilin 9 ansiosta ohjausjärjestely ei voi aiheuttaa sykkimistä hydraulisen väliaineen lähteeseen. Tämä on erityisen tärkeää käytettäessä voiteluöljyä hydraulisena väliaineena.
15 Poistoyhde 58.2 on yhteydessä hydraulisen väliaineen paluujärjestelmään 8, ja se voidaan yksinkertaisimmillaan järjestää avautumaan moottorin sisätilaan, jolloin hydraulisena väliaineena käytettävä voiteluöljy pääsee virtaamaan alas moottorin öljypohjaan. Poistoyhteeseen 58.2 on järjestetty elektronisesti ohjattu venttiilielin 61 mainitun kammiotilan 59 paineen 20 vapautuksen tarkan ajankohdan määrittämiseksi säädettävästi. Elektronisesti ohjattu venttiilielin 61 toimii vasteena ohjausyksikön 62 ohjaussignaaliin 63, joka on järjestetty säätämään kaasunvaihtoventtiilin 3 sulkeutumista mukautumaan kussakin tilanteessa moottorin käyttöolosuhteisiin. Tätä varten mitataan vähintään yksi moottorin kuormitustilaan liittyvä fysikaalinen ™ 25 parametri, esimerkiksi moottorin käyttönopeus, ja se tai ne syötetään 64 o ohjausyksilölle 62, jossa sitä tai niitä verrataan mainittujen parametrien cm esimääritettyihin arvoihin. Tämän jälkeen ohjausyksikkö 62 on järjestetty | tuottamaan ohjaussignaalit 63 mainittujen vertailumittausten perusteella cd venttiilielimen 61 avaamiseksi ja sulkemiseksi.
CD
S 30 o δ C\l 7 Tässä suoritusmuodossa poistoyhde 58.2 on edelleen varustettu säädettävällä virtauksen kuristinlaitteella 10, joka sijaitsee alavirtaan elektronisesti ohjatusta venttiilielimestä. Myös kuristinlaitetta 10 voidaan edullisesti ohjata ohjausyksiköllä 62 kuristusvaikutuksen tuottamiseksi.
5
Kuvio 3 esittää tilannetta, jossa nokka-akselin 4 nokkaprofiili 4.1 on jo alkanut nostaa mäntälaitetta 53, jolloin myös kaasunvaihtoventtiili 3 on alkanut avautua. Hydraulinen väliaine, kuten voiteluöljy, johdetaan hydraulisen väliaineen lähteestä 7 takaiskuventtiilin 9 kautta kammiotilaan 59, jonka 10 tilavuus suurenee, kun mäntälaite 53 liikkuu kaasunvaihtoventtiilin avautumissuunnassa. Tämän jälkeen kaasunvaihtoventtiili avautuu nokkaprofiilin 4.1 muodon määrittämänä ja samalla kammiotila 59 täyttyy hydraulisella väliaineella. Näin venttiilin avautumisvaihe toteutetaan täysin mekaanisella voimansiirtoyhteydellä eikä hydraulisen väliaineen vaikutus tule 15 ilmeiseksi ennen sulkeutumisvaihetta. Kun nokkaprofiili 4.1 on saavuttanut huippunsa ja nokka-akseli 4 pyörii, mäntälaitteen 53 liikkeen suunta vaihtuu.
Kuviossa 3 mäntälaite 53 on liikkunut ylöspäin, kun taas kuviossa 4 liikkeen suunta muuttuu alaspäin, siis kohti nokka-akselia 4. Nyt kammiossa 59 on 20 hydraulista väliainetta ja sen poisto määräytyy elektronisesti ohjatun venttiilielimen 61 perusteella siten, että sen avautuminen aloittaa paineen vapauttamisen kammiotilassa 59, jolloin mäntälaite 53 alkaa liikkua alaspäin kuviossa. Tämä aloittaa myös kaasunvaihtoventtiilin 3 sulkeutumisen. Elektronisen ohjauksen avulla venttiilielimen 61 avautuminen ja siten ^ 25 kaasunvaihtoventtiilin 3 sulkeutumisliikkeen alku ja sen auki pitämisen viive i 0 voidaan valita vapaasti siten, että se on kussakin tapauksessa moottorin käyttöolosuhteiden mukainen.
CC
CL
σ> Lisäksi kuristinlaite 10 ja mahdollisuus säätää kuristusvaikutusta tuottavat
CD
g 30 mahdollisuuden säädellä hydraulisen väliaineen virtausnopeutta pois o kammiotilasta 59 poistoyhteen 58.2 kautta. Tämä vaikuttaa mäntälaitteen 53 8 nopeuteen ja sen vuoksi myös kaasunvaihtoventtiilin 3 sulkeutumis-liikkeeseen, jota voidaan näin säätää ja valita tarpeen mukaan, kun kaasunvaihtoventtiilin 3 sulkeutuminen on alkanut elektronisesti ohjatun venttiilielimen 61 avulla. Tässä vaiheessa ohjainosuus 56 noudattaa nokka-5 akselin 4 nokkaprofiilia 4.1 ja erityisesti sen perusympyrää, mutta mäntälaite 58 palaa suhteellisesti alkuasentoonsa, kun hydraulinen väliaine poistuu kammiotilasta 59.
Kuviossa 5 näytetään keksinnön toinen suoritusmuoto, jonka rakenne eroaa 10 kuvioissa 2 - 4 esitetystä pääasiassa siten, että siihen on lisäksi järjestetty venttiililaite 60 ohjaamaan hydraulisen väliaineen poistumista kammiotilasta 59. Venttiililaitteen 60 käyttötila riippuu ohjainosuuden 56 asennosta suhteessa runko-osaan 51. Tätä varten poistoyhde 58.2 on järjestetty haarautumaan siten, että elektronisesti ohjattu venttiilielin 61 on järjestetty 15 ensimmäisen haaraan 58.2a ja venttiililaite 60 on järjestetty toiseen haaraan 58.2b. Näin voidaan ymmärtää, että venttiililaite 60 on tässä tapauksessa toiminnallisesti itsenäinen elektronisesti ohjattuun venttiilielimeen 61 nähden.
20 Kuten kuviosta 5 ilmenee, poistoyhteen haara 58.2b hydrauliselle väliaineelle on yhteydessä kammion 52 jakoseinämän 54 toisen puolen kanssa siten, että se avautuu tilaan etäisyyden päässä jakoseinämästä 54. Ohjainosuus 56 peittää poistoyhteen 58.2b, kun ohjausjärjestely on toimimattomassa tilassa. Tämän suoritusmuodon idea on, että mäntälaitteen 53 liikkeen suunta ^ 25 muuttuu, kun nokkaprofiili 4.1 on ohittanut huippunsa, mutta pääasiassa sen i o liike ei ala, ennen kuin ohjainosuus 56 on ohittanut aukon 58.2b'. Tämä liike määrittää viimeisimmän ajan sekä mäntälaitteen 53 alaspäin suuntautuvalla | liikkeen (kuviossa) että kaasunvaihtoventtiilin 3 sulkemisliikkeelle. Kammion g 52 toiselle puolelle suuntautuvaa hydraulista väliainetta voidaan käyttää S 30 rullan 58 laakerien voitelemiseen, o δ
(M
9
Edellä mainitusta sulkemisprosessista riippumatta kuitenkin, jos halutaan valita aikaisempi kaasunvaihtoventtiilin 3 sulkemisen alkaminen valitun viiveen lyhentämiseksi, siihen voidaan aina vaikuttaa elektronisesti ohjatun venttiilielimen 61 avulla, mahdollisesti säädettävällä kuristinlaitteella 10 (ei 5 kuvattu kuviossa 5) täydentäen.
Kuvio 6 esittää kaasunvaihtoventtiilin suhteellista avautumiskäyrää moottorin nokkakulman funktiona kuvion 5 suoritusmuodon mukaisesti. Käyrä A esittää tilannetta, jossa hydraulista väliainetta ei johdeta lainkaan kammioillaan 59, 10 jolloin venttiilin ohjaus toteutetaan ainoastaan nokkaprofiilin mukaan. Käyrä B esittää tilannetta, jossa hydraulista väliainetta johdetaan kammioillaan 59 mäntälaitteen 53 liikkuessa venttiilin avautumissuuntaan ja sen virtaus pois kammiotilasta 59 määräytyy venttiililaitteen 60 mukaan. Lopulta käyrä C kuvaa tilannetta, jossa kammiotilan 59 paineen vapautuminen tapahtuu 15 aikaisemmin elektronisesti ohjatun venttiilielimen 61 vaikutuksesta.
Keksinnön mukaisesti on siis mahdollista tuottaa kaasunvaihtoventtiilin sulkeutuminen myöhemmin kuin normaalisti esimerkiksi moottorin erilaisissa kuormitustilanteissa. Viive voidaan valita vapaasti tarpeen mukaan siten, että 20 elektronisesti ohjatun venttiilielimen 61 avulla voidaan viiveen päättymisen aloitusaika määrittää ja kaasunvaihtoventtiilin 3 täydelliseen sulkeutumiseen jäljellä olevaan aikana voidaan vaikuttaa kuristinlaitteella 10. Kuvion 5 suoritusmuoto tuottaa luotettavan ratkaisun, jos elektronisesti ohjattuun venttiilielimeen 61 liittyvä elektroninen ohjaus menee epäkuntoon.
w 25 i o Keksintö ei rajoitu tässä kuvattuihin suoritusmuotoihin, vaan sitä voidaan muunnella monin eri tavoin oheisten patenttivaatimusten puitteissa.
X
en
CL
σ>
CD
sj- m o δ
(M

Claims (7)

10
1. Ohjausjärjestely (5) mäntämoottorin (1) kaasunvaihtoventtiiliä (3) varten, joka järjestely on sovitettu moottorin nokka-akselin (4) ja venttiilimekanismin 5 väliin, joka ohjausjärjestely käsittää runko-osan (51) ja siihen järjestetyn kammion (52), johon kammioon avautuu hydraulisen väliaineen liitäntä ja johon on liikutettavasti järjestetty mäntälaite (53) olemaan mekaanisessa voimansiirtoyhteydessä nokka-akselin ja venttiilimekanismin kanssa ainakin venttiilin (3) avaamiseksi, joka hydraulisen väliaineen liitäntä käsittää 10 erikseen syöttöyhteen (58.1) ja poistoyhteen (58.2) hydrauliselle väliaineelle, jotka molemmat avautuvat kammiossa (52) olevaan kammioillaan (59), joka tila suurenee, kun mäntälaite (53) liikkuu venttiilin avautumisen suuntaan, jolloin kaasunvaihtoventtiilin (3) sulkeutumisen viipeen tuottamiseksi järjestetään hydraulisen väliaineen syöttäminen mainittuun tilaan (59), kun 15 venttiiliä avataan, ja mainitun kammiothan (59) paineen vapauttaminen määrittää kaasunvaihtoventtiilin (3) sulkeutumisen, tunnettu siitä, että poistoyhde (58.2) on varustettu elektronisesti ohjatulla venttiilielimellä (61) mainitun kammiothan (59) paineen vapauttamisen tarkan ajan määrittämiseksi. 20
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ohjausjärjestely, tunnettu siitä, että mainittu elektronisesti ohjattu venttiilielin (61) toimii vasteena ohjausyksikön (62) ohjaussignaaliin (63), joka on järjestetty säätämään kaasunvaihtoventtiilin (3) sulkeutumista mukautumaan kussakin tilanteessa ^ 25 moottorin käyttöolosuhteisiin. i σ> o i
3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen ohjausjärjestely, tunnettu siitä, että | vähintään yksi moottorin kuormitustilaan liittyvä fysikaalinen parametri S mi,a,aan ja syö,e,ään (64) °^syksil<ö"e f62» mainittujen parametrien g 30 esimääritettyihin arvoihin vertaamista varten ja että ohjausyksikkö δ (M 11 järjestetään tuottamaan ohjaussignaali (63) venttiilielimen (61) avaamiseksi mainittujen vertailumittausten perusteella.
4. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen ohjausjärjestely, tunnettu siitä, että 5 poistoyhteeseen (58.2) on edelleen sovitettu virtauksen kuristinlaite (10), joka sijaitsee alavirtaan venttiilielimestä (61).
5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen ohjausjärjestely, tunnettu siitä, että kuristinlaite on ohjausyksikön (62) ohjaama kuristusvaikutuksen 10 tuottamiseksi.
6. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen ohjausjärjestely, tunnettu siitä, että mäntälaite (53) on voimansiirtoyhteydessä nokka-akselin (4) kanssa ohjainosuuden (56) kautta ja että poistoyhteeseen (58.2) on 15 sovitettu venttiililaite (60), joka on toiminnallisesti itsenäinen elektronisesti ohjattuun venttiilielimeen nähden (61) ja jonka käyttötila riippuu ohjainosuuden (56) asennosta suhteessa runko-osaan (51).
7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen ohjausjärjestely, tunnettu siitä, että 20 poistoyhde (58.2) on järjestetty haarautumaan ja että venttiililaite (60) on järjestetty eri haaraan kuin elektronisesti ohjattu venttiilielin (61). δ CM i CD O CD CM X cc CL CD CD LO O δ CM 12
FI20105469A 2010-04-30 2010-04-30 Parannettu ohjausjärjestely mäntämoottorin kaasunvaihtoventtiiliä varten FI122253B (fi)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20105469A FI122253B (fi) 2010-04-30 2010-04-30 Parannettu ohjausjärjestely mäntämoottorin kaasunvaihtoventtiiliä varten
PCT/FI2011/050313 WO2011135162A1 (en) 2010-04-30 2011-04-12 Control arrangement for a gas exchange valve in a piston engine
EP11719849.9A EP2564037B1 (en) 2010-04-30 2011-04-12 Control arrangement for a gas exchange valve in a piston engine
CN201180021446.7A CN102859125B (zh) 2010-04-30 2011-04-12 用于活塞式发动机中的气体交换阀的控制装置
KR1020127025216A KR101595610B1 (ko) 2010-04-30 2011-04-12 피스톤 엔진의 가스 교환 밸브를 위한 제어 장치
JP2013506690A JP5926241B2 (ja) 2010-04-30 2011-04-12 ピストンエンジンにおけるガス交換バルブのための制御装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20105469 2010-04-30
FI20105469A FI122253B (fi) 2010-04-30 2010-04-30 Parannettu ohjausjärjestely mäntämoottorin kaasunvaihtoventtiiliä varten

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FI20105469A0 FI20105469A0 (fi) 2010-04-30
FI122253B true FI122253B (fi) 2011-10-31

Family

ID=42133308

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20105469A FI122253B (fi) 2010-04-30 2010-04-30 Parannettu ohjausjärjestely mäntämoottorin kaasunvaihtoventtiiliä varten

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP2564037B1 (fi)
JP (1) JP5926241B2 (fi)
KR (1) KR101595610B1 (fi)
CN (1) CN102859125B (fi)
FI (1) FI122253B (fi)
WO (1) WO2011135162A1 (fi)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI124576B (fi) * 2012-10-18 2014-10-31 Wärtsilä Finland Oy Kaasunvaihtoventtiilijärjestely
DK177695B1 (en) * 2012-11-16 2014-03-17 Man Diesel & Turbo Deutschland A large slow running turbocharged two-stoke uniflow internal combustion engine with crosshead and a cam driven exhaust valve actuation system
FI20135003L (fi) * 2013-01-03 2014-07-04 Waertsilae Finland Oy Pakoventtiilijärjestely ja menetelmä pakoventtiilin sulkeutumisen kontrolloimiseksi
CN103670560B (zh) * 2013-11-15 2016-05-11 潍柴动力股份有限公司 一种柴油发动机及其具备气门早关功能的配气机构
FI20145173L (fi) 2014-02-21 2015-08-22 Waertsilae Finland Oy Esikammiojärjestely
JP6397575B2 (ja) * 2014-12-08 2018-09-26 ワルトシラ フィンランド オサケユキチュア 吸気バルブシステムの動作を制御する方法及び吸気バルブ制御システム
JP6703868B2 (ja) * 2016-03-08 2020-06-03 三菱重工業株式会社 動弁装置及びクロスヘッド式内燃機関
AT518408B1 (de) * 2016-04-05 2017-10-15 Avl List Gmbh Ventilbetätigungseinrichtung für zumindest ein gaswechselventil
CN108240244B (zh) * 2017-12-29 2023-12-19 潍柴动力股份有限公司 柴油机进气门可变系统及柴油机
JP7332698B2 (ja) * 2018-12-21 2023-08-23 ▲い▼柴動力股▲ふん▼有限公司 バルブトレーン及びエンジン
DE102021124416A1 (de) * 2021-09-21 2023-03-23 Audi Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine sowie entsprechende Brennkraftmaschine

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59110307U (ja) * 1983-01-14 1984-07-25 日産自動車株式会社 内燃機関の動弁機構
DE4202542A1 (de) * 1991-02-12 1992-08-13 Volkswagen Ag Variabler ventiltrieb fuer ein hubventil
DE4134657A1 (de) * 1991-10-19 1992-09-17 Daimler Benz Ag Ventilsteuerung
DE4443169A1 (de) * 1994-12-05 1996-06-13 Dens Juergen Dipl Ing Dipl Wir Ventil mit variabler, elektronischer Steuerung für Wärmekraftmaschinen
JPH08247331A (ja) * 1995-03-10 1996-09-27 Kawasaki Heavy Ind Ltd ディーゼル機関の油圧動弁装置
US6321706B1 (en) * 2000-08-10 2001-11-27 Borgwarner Inc. Variable valve opening duration system
US6928969B2 (en) * 2002-05-14 2005-08-16 Caterpillar Inc System and method for controlling engine operation
US7007644B2 (en) * 2003-12-04 2006-03-07 Mack Trucks, Inc. System and method for preventing piston-valve collision on a non-freewheeling internal combustion engine
JP5011816B2 (ja) * 2006-05-15 2012-08-29 いすゞ自動車株式会社 可変動弁駆動装置
FI124107B (fi) 2006-06-30 2014-03-14 Wärtsilä Finland Oy Mäntämoottorin kaasunvaihtoventtiilin ohjausjärjestely ja menetelmä mäntämoottorin kaasunvaihtoventtiilin ohjaamiseksi
JP5526605B2 (ja) * 2008-05-27 2014-06-18 株式会社島津製作所 衝撃試験装置
DE102008032774A1 (de) * 2008-07-11 2010-01-14 Man Nutzfahrzeuge Ag Motorbremseinrichtung und Verfahren zur Motorbremsung mit einer Ventil-Zusatzsteuereinheit

Also Published As

Publication number Publication date
KR101595610B1 (ko) 2016-02-18
WO2011135162A1 (en) 2011-11-03
FI20105469A0 (fi) 2010-04-30
CN102859125B (zh) 2014-12-17
EP2564037A1 (en) 2013-03-06
JP2013525681A (ja) 2013-06-20
EP2564037B1 (en) 2014-08-20
KR20130069553A (ko) 2013-06-26
CN102859125A (zh) 2013-01-02
JP5926241B2 (ja) 2016-05-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI122253B (fi) Parannettu ohjausjärjestely mäntämoottorin kaasunvaihtoventtiiliä varten
US8230829B2 (en) Control arrangement for a gas exchange valve in a piston engine and method of controlling a gas exchange valve in a piston engine
JP6163831B2 (ja) エンジンのオイル供給装置
JP6308251B2 (ja) エンジンのオイル供給装置
FI121512B (fi) Mäntämoottorin imuventtiilin ohjausjärjestely
JP6187416B2 (ja) エンジンのオイル供給装置
US9957851B2 (en) Device for controlling valve timing of engine
WO2016039078A1 (ja) エンジンのオイル供給装置
JP5966999B2 (ja) 多気筒エンジンの制御装置
JP2015040514A (ja) 多気筒エンジンの制御装置及び制御方法
JP6094545B2 (ja) エンジンのオイル供給装置
JP6160539B2 (ja) エンジンの制御装置
JP6094430B2 (ja) エンジンの制御装置
EP2917516B1 (en) Gas exchange valve arrangement
FI124347B (fi) Mäntämoottorin kaasunvaihdon ohjausjärjestely
JP6146341B2 (ja) エンジンのバルブタイミング制御装置
JP6149761B2 (ja) エンジンのバルブタイミング制御装置
JP6493438B2 (ja) エンジンの油圧制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 122253

Country of ref document: FI