FI123409B - Kaasunvaihtoventtiilijärjestely ja sylinterinkansi - Google Patents
Kaasunvaihtoventtiilijärjestely ja sylinterinkansi Download PDFInfo
- Publication number
- FI123409B FI123409B FI20115102A FI20115102A FI123409B FI 123409 B FI123409 B FI 123409B FI 20115102 A FI20115102 A FI 20115102A FI 20115102 A FI20115102 A FI 20115102A FI 123409 B FI123409 B FI 123409B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- valve
- chamber
- arrangement according
- cylinder cover
- arrangement
- Prior art date
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
- F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
- F01L1/46—Component parts, details, or accessories, not provided for in preceding subgroups
- F01L1/462—Valve return spring arrangements
-
- 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
- F01L1/46—Component parts, details, or accessories, not provided for in preceding subgroups
-
- 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
- F01L1/44—Multiple-valve gear or arrangements, not provided for in preceding subgroups, e.g. with lift and different valves
-
- 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
- F01L1/46—Component parts, details, or accessories, not provided for in preceding subgroups
- F01L1/462—Valve return spring arrangements
- F01L1/465—Pneumatic arrangements
-
- 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
- F01L13/04—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for starting by means of fluid pressure
-
- 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
- F01L13/08—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for decompression, e.g. during starting; for changing compression ratio
-
- 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
- F01L3/10—Connecting springs to valve members
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
- F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
- F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
- F02B23/06—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02N9/00—Starting of engines by supplying auxiliary pressure fluid to their working chambers
- F02N9/04—Starting of engines by supplying auxiliary pressure fluid to their working chambers the pressure fluid being generated otherwise, e.g. by compressing air
-
- 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
- F01L1/32—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for rotating lift valves, e.g. to diminish 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
- F01L2810/00—Arrangements solving specific problems in relation with valve gears
- F01L2810/02—Lubrication
-
- 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
- F01L2810/00—Arrangements solving specific problems in relation with valve gears
- F01L2810/05—Related to pressure difference on both sides of a valve
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
- Lift Valve (AREA)
- Supercharger (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
Kaasunvaihtoventtiilijärjestely ja sylinterinkansi Tekniikan ala
Keksintö liittyy patenttivaatimuksen 1 johdanto-osassa määriteltyyn ahdetun polttomoottorin kaasunvaihtovcnttii lij ärj cstclyyn. Keksintö koskee myös 5 patenttivaatimuksen 14 johdanto-osan mukaista sylinterinkantta.
Keksinnön tausta
Tekniikan tason mukaisissa puristussytytteisissä polttomoottoreissa käytetään polttoainetalouden parantamiseksi erittäin korkeita ahtopaineita. Käytännöllinen tapa 10 saada aikaan korkea ahtopaine on käyttää kaksivaiheista turboahtamista, jossa kaksi turboahdinta on kytketty sarjaan. Kaksivaiheisella turboahtamisella voidaan saavuttaa yli kymmenen baarin ahtopaine. Korkea ahtopaine sopii edullisesti yhteen Miller-ajoituksen kanssa, jossa imuventtiilit suljetaan imutahdin aikana hyvissä ajoin ennen alakuolokohtaa. Miller-ajoitus alentaa sylinterin lämpötilaa palamisen aikana ja auttaa 15 vähentämään NOx-päästöjä. Koska kaikki kaasunvaihtoventtiilit on suljettu ja mäntä liikkuu edelleen alaspäin, sylinterin paine imutahdin lopussa saattaa olla merkittävästi alempi kuin imukanavan paine. Imuventtiilien yli vaikuttavan suuren paine-eron ongelmana on se, että tavanomaiset venttiilinjouset on suunniteltu pienemmille paine-eroille ja imuventtiileillä on taipumus avautua. Samanlainen ongelma esiintyy 20 pako venttiileissä. Koska korkea ahtopaine lisää myös pakosarjan painetta, tarvitaan tavallista suurempi voima pitämään pako venttiilit kiinni imutahdin lopussa ja puristustahdin alussa. Ilmeinen ratkaisu ongelmaan olisi luonnollisesti jäykempien venttiilinjousien käyttö. Tämä ei kuitenkaan usein ole mahdollista ilman merkittäviä ^ muutoksia sylinterinkanteen. Monissa tapauksissa olisi erittäin vaikeaa tai jopa ^ 25 mahdotonta suunnitella sylinterinkansi uudelleen siten, että kaasunvaihtoventtiilien yli ^ vaikuttavia suuria paine-eroja kestävät tavallista suuremmat jouset mahtuisivat siihen.
X
Yksi vaihtoehto venttiilinjousien kantaman voiman vähentämiseksi on ilmajousien o käyttäminen tavanomaisten mekaanisten jousien apuna.
^ 30 o cm Patenttiasiakirjassa US 6745738 B1 esitetään venttiilinjousilaite, jossa kaasunvaihtoventtiilin esijännitykseen käytetään paineistettua kaasua. Laite käsittää 2 dynaamisen pesän, jossa on kammio, johon voidaan johtaa paineistettua kaasua siten, että dynaaminen pesä siirtyy pois staattisesta pesästä ja liikuttaa siihen kiinnitettyä venttiiliä. Laitteessa on erillinen paineenlähde ja ohjausvälineet, joilla ohjataan paineistetun kaasun virtausta dynaamiseen kammioon ja kammiosta ulos.
5
Patenttiasiakirjassa US 5988124 A esitetään sähkömagneettisesti ohjattava sylinterin venttiili, jossa on pneumaattiset palautusjouset. Venttiili avataan ja suljetaan sähkömagneettisilla toimilaitteilla. Kaasujousien käyttämiseen tarvitaan ohjausvälineet. Järjestely käsittää myös mekaanisen jousen, jolla venttiili suljetaan, kun kaasujouset 10 ovat paineettomassa tilassa.
Patenttihakemuksessa GB 2326444 A esitetään toinen sähköpneumaattisesti ohjattava kaasunvaihtoventtiili. Järjestelmässä voi olla myös mekaaninen jousi venttiilin sulkemiseksi silloin, kun sähköpneumaattiset välineet eivät ole aktiivisia. Myös tässä 15 järjestelmässä tarvitaan ohjausvälineet ja erillinen kompressori kaasujousien paineen säätämiseksi.
Missään edellä mainituista asiakirjoista ilmajousia ei ole tarkoitettu avustamaan mekaanisia jousia, vaan niitä käytetään venttiilin ajoitukseen. Mekaaniset jouset ovat 20 venttiilien sulkemista varten silloin, kun ilmajouset ovat paineettomia. Kaikki esitetyt järjestelmät käyttävät ulkoista paineistetun kaasun lähdettä ja ohjausvälineitä, joilla säädetään kaasun virtausta kaasujousiin. Tämä tekee järjestelmistä monimutkaisia ja häiriöalttiita.
C\J
δ ^ 25 Keksinnön yhteenveto
(M
^ Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on saada aikaan parannettu kaasunvaihtoventtiilijärjestely ahdettuun polttomoottoriin. Keksinnön toisena
E
tarkoituksena on saada aikaan parannettu sylinterinkansi. Keksinnön mukaisen o järjestelyn tunnusomaiset piirteet on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.
LO
>- 30 Keksinnön mukaisen sylinterinkannen tunnusomaiset piirteet on esitetty o cv patenttivaatimuksen 14 tunnusmerkkiosassa.
3
Keksinnön mukainen ahdetun polttomoottorin kaasunvaihtoventtiilijäqestely käsittää kaasunvaihtoventtiilin, jossa on venttiilin lautanen ja siihen yhdistetty venttiilin varsi sekä venttiilin varren ympärille järjestetty venttiilinjousi, joka muodostaa venttiilin sulkevan voiman. Lisäksi järjestely käsittää venttiilin varren ympärille järjestetyn 5 kammion sekä venttiilin varteen kiinnitetyn työntövälineen, joka on liikutettavissa venttiilin varren pituusakselin suunnassa yhdessä kaasunvaihtoventtiilin kanssa. Järjestely käsittää välineet, joilla moottorin imukanavasta johdetaan paineistettua ahtoilmaa kammioon työntövälineen ja kammion sisemmän pään väliin tarkoituksena auttaa kaasunvaihtoventtiiliä pysymään suljettuna.
10
Keksinnön mukaisesti polttomoottorin sylinterinkansi, joka käsittää kaasunvaihtoventtiilin, jossa on venttiilin lautanen ja siihen liitetty venttiilin varsi, venttiilin varren ympärille jäljestetyn venttiilinjousen, joka muodostaa venttiilin sulkevan voiman, venttiilin varren ympärille järjestetyn kammion sekä venttiilin varteen 15 kiinnitetyn työntövälineen, joka on liikutettavissa venttiilin varren pituusakselin suunnassa yhdessä kaasunvaihtoventtiilin kanssa, käsittää porauksen, jonka kautta johdetaan paineistettua ahtoilmaa moottorin imukanavasta kammioon työntövälineen ja kammion sisemmän pään väliin tarkoituksena auttaa kaasunvaihtoventtiiliä pysymään suljettuna.
20
Keksinnöllä on monia etuja. Koska imukanavasta tulevaa paineistettua ahtoilmaa käytetään auttamaan venttiileitä pysymään suljettuina, vuoto imukanavasta ja pakokanavasta sylinteriin voidaan estää jopa erittäin korkeilla ahtoilman paineilla. Järjestely on hyvin kompakti ja soveltuu myös olemassa oleviin sylinterinkansiin vain
CM
0 25 pienin muutoksin. Koska imukanavasta tulevaa ahtoilmaa käytetään venttiilien c\i pitämiseen suljettuina, paineilmaa tuottavaa apujäqestelmää ei tarvita. Ei ole tarvetta co myöskään tavallista vahvemmille teräsjousille, vaan voidaan käyttää normaaleja jousia.
1 Järjestely on myös itsesäätyvä. Kaasunvaihtoventtiilien suljettuina pitämiseen tarvitaan
CL
korkeampaa ahtopainetta käytettäessä suurempi voima, ja esillä olevan keksinnön 2 30 mukaisessa järjestelyssä tämä suurempi voima syntyy automaattisesti. Vastaavasti kun ^ moottoria käytetään pienellä kuormalla, venttiilin avautumista vastustava voima on 0X1 pienempi ja nokka-akselin ja keinuvipujen laakerien kitka minimoituu. Koska järjestelyssä on myös normaalit jouset, moottorin käynnistäminen ei tuota ongelmaa.
4
Keksinnön erään suoritusmuodon mukaan välineet, joilla ahtoilmaa johdetaan kammioon, käsittävät aukon kammiossa ja porauksen sylinterinkannessa. Jos ahtoilma johdetaan kammioon sylinterinkannessa olevan porauksen kautta, sylinterinkannen 5 yläpuolella ei tarvita lisäputkistoa. Keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti poraus on järjestetty sylinterinkanteen kammion ja imukanavan väliin. Tämä on yksinkertaisin reitti johtaa ahtoilmaa kammioon. Poraus voi olla myös varustettu takaiskuventtiilillä. Sylinterinkannessa voi olla myös toinen poraus, jonka kautta ahtoilma pääsee poistumaan kammiosta.
10
Keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti työntöväline on kammion sisälle järjestetty painelevy. Tällaisella järjestelyllä on suhteellisen helppoa saada aikaan hyvä tiivistyskyky, ja painelevy voi toimia myös venttiilin kääntimenä. Toinen vaihtoehto on, että työntöväline on kupu, joka muodostaa osan kammiosta.
15
Muita esillä olevan keksinnön suoritusmuotojen piirteitä mainitaan epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa.
Piirustusten lyhyt kuvaus 20 Kuvio 1 kuvaa poikkileikkausta polttomoottorin sylinterinkannesta, jossa on esillä olevan keksinnön erään suoritusmuodon mukainen kaasunvaihtovcnttiilijärjcstely.
Kuvio 2 kuvaa poikkileikkausta keksinnön toisen suoritusmuodon mukaisesta sylinterinkannesta.
^ Kuvio 3 kuvaa poikkileikkausta keksinnön kolmannen suoritusmuodon mukaisesta ^ 25 sylinterinkannesta.
^ Kuvio 4 kuvaa poikkileikkausta keksinnön neljännen suoritusmuodon mukaisesta sylinterinkannesta.
Ee
CL
CM
O
S Keksinnön yksityiskohtainen kuvaus o 30 Keksinnön suoritusmuotoja selostetaan seuraavassa tarkemmin viittaamalla oheisiin piirustuksiin.
5
Kuvio 1 esittää yksinkertaistettua poikkileikkausta suuren puristussytyttc i se n polttomoottorin sylinterinkannesta 9. Moottori voi olla esimerkiksi laivan pää- tai apukone tai voimalaitoksessa käytettävä moottori. Keksintö ei kuitenkaan rajoitu puristussytyttc is i i n moottoreihin, vaan sitä voidaan käyttää myös kipinäsytyttc isissä 5 moottoreissa. Moottori on ahdettu, jotta saavutetaan korkea imuilman paine. Voidaan käyttää esimerkiksi kahta sarjaan kytkettyä turboahdinta, joista kumpikin käsittää turbiinin ja kompressorin. Kuviossa on esitetty vain yksi sylinteri 12, mutta moottorissa voi olla useita sylintereitä 12, ja jokainen sylinteri on varustettu omalla sylinterinkannellaan 9. Sylinterit 12 voidaan järjestää esimerkiksi riviin tai V-muotoon. 10 Sylinterinkannen 9 läpi kulkee imukanava 10, jolla johdetaan paineistettua ahtoilmaa sylinteriin 12, ja pakokanava 11, jolla johdetaan pakokaasu ulos sylinteristä 12. Kuviossa 1 esitetään vain sylinterinkannen 9 sisällä olevat imukanavan 10 ja pakokanavan 11 osat. Imukanava 10 ja pakokanava 11 jatkuvat kuitenkin sylinterinkannen 9 ulkopuolelle ja ne on yhdistetty turboahdinten kompressoreihin ja 15 turbiineihin tässä järjestyksessä. Imukanava 10 on varustettu imuventtiileillä la ja pakokanava 11 on varustettu pako venttiileillä Ib. Imuventtiileihin la ja pakoventtiileihin Ib viitataan yhdessä kaasunvaihtoventtiileinä 1. Kuvioissa imuventtiileihin la liittyvät osat on merkitty viitenumeroin, jotka päättyvät ”a”, ja pakoventtiileihin Ib liittyvät osat on merkitty viitenumeroin, jotka päättyvät ”b”. 20 Kuvauksessa ja patenttivaatimuksissa samanlaisiin tai samankaltaisiin osiin voidaan viitata yhdessä viitenumeroilla, jotka eivät pääty kumpaankaan kirjaimeen.
Moottori käsittää kaksi imuventtiiliä la ja kaksi pakoventtiiliä Ib, mutta kuviossa 1 on esitetty vain yksi kappale kumpaakin venttiililajia. Kaasunvaihtoventtiileiden 1
C\J
o 25 lukumäärä voi tietenkin olla muukin. Kaasunvaihtoventtiili 1 käsittää venttiilin lautasen
(M
c\j 2 ja venttiilin varren 3. Kun kaasunvaihtoventtiili 1 on suljettu, se muodostaa tiiviin o cd yhteyden venttiilin istukan 13 kanssa. Venttiilin varsi 3 on yhdistetty venttiilin lautaseen x 2 ja sitä tarvitaan kaasunvaihtoventtiilin 1 liikuttamiseen edestakaisin sylinterin 12 ja
CL
imukanavan 10 tai pakokanavan 11 välisen virtausyhteyden avaamiseksi ja ? 30 sulkemiseksi. Sylinterinkannessa 9 on venttiilinohjaimet 15 kaasunvaihtoventtiilien 1 ^ kohdistamiseksi. Kaasunvaihtoventtiilien 1 avaamiseen käytetään tavanomaista ^ nokkamekanismia, jossa on työntötangot ja keinuvivut (ei esitetty kuvioissa).
6
Jokainen kaasunvaihtoventtiili 1 on varustettu jousella 4, joka muodostaa sylinteristä 12 poispäin suuntautuvan voiman. Voima pyrkii sulkemaan venttiilin 1 ja pitämään sen suljettuna. Kuvion 1 suoritusmuodossa jokainen kaasunvaihtoventtiili 1 on varustettu myös toisella jousella 8, joka lisää sulkemisvoimaa.
5
Jokaisen kaasunvaihtoventtiilin 1 varren 3 ympärille on järjestetty kammio 5. Kuvion 1 suoritusmuodossa kammio 5 on osittain sylinterinkannen 9 sisällä ja osittain sen yläpuolella. Jouset 4, 8 on järjestetty kammion 5 sisäpuolelle. Kammion 5 sisällä on myös painelevy 6, joka on kiinnitetty venttiilin varteen 3. Kammio 5 on varustettu 10 aukolla 7, jonka kautta voidaan johtaa paineistettua ahtoilmaa imukanavasta 10 kammioon 5. Aukko 7 on kammion 5 sisemmässä päässä eli siinä kammion 5 päässä, joka on lähempänä sylinteriä 12. Ahtoilma voidaan täten johtaa kammioon 5 kammion 5 sisemmän pään ja painelevyn 6 väliin.
15 Painelevy 6 voi liikkua venttiilin varren 3 pituussuunnassa yhdessä koko kaasunvaihtoventtiilin 1 kanssa. Painelevy 6 on tiiviissä kosketuksessa kammion 5 seinämään siten, että merkittävää kaasunvirtausta painelevyn 6 ohi ei voi tapahtua. Kun kaasunvaihtoventtiili 1 on suljettu, painelevy 6 on kammion 5 ulommassa päässä. Koska paine imukanavassa 10 on korkea imuilman ahtamisen vuoksi, kammioon 5 johdettu 20 ahtoilma työntää painelevyä 6 ylöspäin ja auttaa pitämään kaasunvaihtoventtiilin 1 suljettuna. Painelevy 6 toimii myös venttiilin kääntimenä ja kääntää kaasunvaihtoventtiiliä 1 hieman joka kerran, kun venttiili 1 sulkeutuu.
Kuvion 1 suoritusmuodossa sylinterinkannessa 9 on poraus 14a imukanavan 10 ja c\i o 25 imuventtiiliin la liittyvän kammion 5a välissä. Porauksen 14a kautta johdetaan
CVJ
c\j ahtoilmaa kammioon 5a. Kun imuventtiili la on suljettu, imuventtiilin la venttiilin cp co lautasen 2a yläpintaan kohdistuu sama paine kuin painelevyyn 6a. Venttiilin lautaseen x 2a kohdistuvan paineen muodostama voima työntää imuventtiiliä la kohti sylinteriä 12.
CC
Q_
Koska venttiilin lautasen 2a pinta-ala on lähellä painelevyn 6a pinta-alaa,
CM
° 30 vastakkaissuuntaiset voimat kompensoivat suurelta osin toisensa ja jousien 4a, 8a
LO
^ muodostama voima on riittävä pitämään imuventtiilin la suljettuna, cv 7
Pako venttiiliin Ib liittyvään kammioon 5b ahtoilma johdetaan sylinterinkannessa 9 olevan porauksen kautta. Tätä porausta ei ole esitetty kuviossa 1. Pakokanavasta 11 tulevaa pakokaasua ei voida käyttää sen korkean lämpötilan ja noen takia. Järjestelyn toimintaperiaate on sama pakoventtiilissä Ib kuin imuventtiilissä la. Paine 5 pakokanavassa 11 on alempi kuin imukanavassa 10, mutta se on samaa suuruusluokkaa. Tämän vuoksi pakoventtiilin Ib venttiilinlautasen 2b yläpintaan ja painelevyyn 6b kohdistuvat voimat kompensoivat suurelta osin toisensa ja jousien 4b, 8b muodostama voima on riittävä pitämään imuventtiilin Ib suljettuna.
10 Järjestely on itsesäätyvä - imupuolella sama paine kohdistuu kahteen lähes samankokoiseen pintaan, mutta päinvastaisissa suunnissa. Tämän vuoksi paineen muodostamat voimat kompensoivat suurelta osin toisensa. Pakopuolella vastakkaiset voimat aiheutuvat eri paineista, mutta myös siellä ne korreloivat keskenään. Kun paine imukanavassa 10 kasvaa, myös paine pakokanavassa 11 kasvaa, ja näiden paineiden 15 aiheuttamat voimat kompensoivat toisensa ainakin osittain.
Kuviossa 2 esitetään toinen keksinnön suoritusmuoto. Kuviossa on esitetty vain imuventtiilit la, la’. Tärkein ero kuvion 1 ja kuvion 2 suoritusmuotojen välillä on se, että kuvion 2 suoritusmuodossa jouset 4a, 4a’ on järjestetty kammioiden 5a, 5a’ 20 ulkopuolelle. Imukanavan 10 ja kammioiden 5a, 5a’ väliin on järjestetty erilliset poraukset 14a, 14a’, joiden kautta johdetaan ahtoilmaa kammioihin 5a, 5a’. Tämän suoritusmuodon etuna on se, että jousivoima ei kohdistu painelevyihin 6a, 6a’, ja venttiilin kääntäminen toimii paremmin. Toinen etu on se, että jouset 4a, 4a’ voidaan järjestää öljykylpyyn.
C\J
o 25
CM
cm Kuvion 3 suoritusmuodossa ahtoilmaa johdetaan toiseen imuventtiiliin la’ liittyvään 0 i co kammioon 5a’ ensimmäiseen imuventtiiliin la liittyvästä kammiosta 5a kammioiden 5a, 1 5a’ välillä olevan porauksen 14a’ kautta. Tässä suoritusmuodossa venttiilinjouset 4a,
CL
4a’ ovat kammion 5a, 5a’ sisällä. Jousia 4a, 4a’ ei kuitenkaan ole tuettu venttiilin
CM
T- 30 kääntiminä toimivia painelevyjä 6a, 6a’ vasten. Sen sijaan jouset 4a, 4a’ on tuettu ^ kauluskappaleisiin 16a, 16a’. Näin ollen venttiilien kääntimiin 6a, 6a’ kohdistuu cm ........
pienempi voima, mikä varmistaa paremman toiminnan.
8
Kuvion 4 suoritusmuodossa ei ole painelevyä 6a, 6b kammioiden 5a, 5b sisällä. Sen sijaan kammioiden 5a, 5b ulommat päät eli kammioiden 5a, 5b ne päät, jotka ovat kauempana sylinteristä 12, muodostuvat kuvuista 19a, 19b, jotka toimivat työntövälineinä 6, 19. Kuvut 19a, 19b on kiinnitetty kaasunvaihtoventtiileiden la, Ib 5 venttiilin varsiin 3a, 3b ja tiivistetty kammioiden 5a, 5b sisäosien seinämiä vasten. Kuvut 19 siis muodostavat osan kammioista 5a, 5b. Kammioiden 5a, 5b sisemmät päät on muodostettu sylinterinkannen 9 sisään. Poraukset 14a, 14b, joiden kautta ahtoilmaa johdetaan kammioihin 5a, 5b, on varustettu takaiskuventtiileillä 17a, 17b, jotka estävät ahtoilmaa virtaamasta takaisin imukanavaan 10. Sylinterinkanteen 9 on järjestetty toiset 10 poraukset 18a, 18b kammioiden 5a, 5b ja pakokanavan 11 väliin ahtoilman päästämiseksi ulos kammioista 5a, 5b, kun kaasunvaihtoventtiilit la, Ib avataan. Kuvion 4 suoritusmuoto toimii samalla periaatteella kuin edelliset suoritusmuodot.
Esillä olevaa keksintöä voidaan muokata monilla tavoin oheisten patenttivaatimusten 15 puitteissa. On esimerkiksi mahdollista järjestää kammio kokonaan sylinterinkannen yläpuolelle. Ei ole tarpeen johtaa ahtoilmaa kammioon sylinterinkannessa olevan porauksen kautta, vaan tarkoitusta varten voidaan järjestää erillinen putkisto. Tässä tapauksessa järjestely voisi käsittää myös välineet kammion paineen säätämiseen ja/tai säiliön, jossa ahtoilmaa pidetään ennen sen johtamista kammioihin. On myös 20 mahdollista johtaa ahtoilma pako venttiilin yhteydessä olevaan kammioon imuventtiilin yhteydessä olevasta kammiosta ulkoisen putken tai letkun kautta.
C\J
δ
(M
i
(M
O
CD
X
en
CL
C\J
o δ δ
C\J
Claims (15)
1. Ahdetun polttomoottorin kaas u n vai h to vcn ttiilij ärj cstcl y, joka järjestely käsittää pakoventtiilin (1), jossa on venttiilin lautanen (2) ja venttiilin lautaseen (2) yhdistetty venttiilin varsi (3), ja joka järjestely lisäksi käsittää venttiilin varren (3) ympärille 5 järjestetyn venttiilinjousen (4), joka muodostaa venttiilin (1) sulkevan voiman, venttiilin varren (3) ympärille järjestetyn kammion (5) sekä venttiilin varteen (3) kiinnitetyn työntövälineen (6, 19), joka on liikutettavissa venttiilin varren (3) pituusakselin suunnassa yhdessä pakoventtiilin (1) kanssa, tunnettu siitä, että järjestely käsittää välineet (7, 14) paineistetun ahtoilman johtamiseksi moottorin imukanavasta (10) 10 kammioon (5) työntövälineen (6, 19) ja kammion (5) sisemmän pään väliin tarkoituksena auttaa pako venttiiliä (1) pysymään suljettuna.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että välineet, joilla ahtoilmaa johdetaan kammioon (5) käsittävät aukon (7) kammiossa (5) ja porauksen 15 (14) sylinterinkannessa (9).
3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että poraus (14) on järjestetty sylinterinkanteen (9) kammion (5) ja imukanavan (10) väliin.
4. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että poraus (14) on varustettu takaisku venttiilillä (17).
5. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 2-4 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että sylinterinkansi (9) on varustettu toisella porauksella (18) ahtoilman päästämiseksi ulos ^ 25 kammiosta (5). cm v 7 o CD
6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että toinen poraus ^ (18) on järjestetty kammion (5) ja pakokanavan (11) väliin. CM o LO i- 30
7. Minkä tahansa edellrsen patenttivaatimuksen mukainen järjestely, tunnettu siitä, o «m että työntöväline (6, 19) on kammion (5) sisään järjestetty painelevy (6).
8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että painelevy (6) toimii venttiilin kääntimenä.
9. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 1-6 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että 5 työntöväline (6, 19) on kupu (19), joka muodostaa osan kammiosta (5).
10. Minkä tahansa edellisen patenttivaatimuksen mukainen järjestely, tunnettu siitä, että kammio (5) on järjestetty ainakin osittain sylinterinkannen (9) sisään.
11. Minkä tahansa edellisen patenttivaatimuksen mukainen järjestely, tunnettu siitä, että venttiilinjousi (4) on jäljestetty kammion (5) sisään.
12. Minkä tahansa edellisen patenttivaatimuksen mukainen järjestely, tunnettu siitä, että ahtoilma johdetaan imuventtiilin (la) yhteydessä olevasta kammiosta (5a) 15 pakoventtiilin (Ib) yhteydessä olevaan kammioon (5b).
13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että ahtoilma johdetaan pakoventtiilin (Ib) yhteydessä olevaan kammioon (5b) sylinterinkannessa (9) olevan porauksen kautta. 20
14. Polttomoottorin sylinterinkansi, joka moottori käsittää pakoventtiilin (1), jossa on venttiilin lautanen (2) ja venttiilin lautaseen (2) yhdistetty venttiilin varsi (3), venttiilin varren (3) ympärille järjestetyn venttiilinjousen (4), joka muodostaa venttiilin (1) sulkevan voiman, venttiilin varren (3) ympärille järjestetyn kammion (5) sekä CM o 25 venttiilin varteen (3) kiinnitetyn työntövälineen (6, 19), joka on liikutettavissa venttiilin cvj varren (3) pituusakselin suunnassa yhdessä pakoventtiilin (1) kanssa, tunnettu siitä, että o i co sylinterinkansi (9) käsittää porauksen (14) paineistetun ahtoilman johtamiseksi x moottorin imukanavasta (10) kammioon (5) työntövälineen (6, 6’) ja kammion (5) sisemmän pään väliin tarkoituksena auttaa pako venttiiliä (1) pysymään suljettuna. 2 30 tn
^ 15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen sylinterinkansi, tunnettu siitä, että CM sylinterinkansi (9) käsittää toisen porauksen (18) ahtoilman päästämiseksi ulos kammiosta (5).
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20115102A FI123409B (fi) | 2011-02-02 | 2011-02-02 | Kaasunvaihtoventtiilijärjestely ja sylinterinkansi |
| PCT/FI2012/050080 WO2012104482A1 (en) | 2011-02-02 | 2012-01-30 | Gas exchange valve arrangement and cylinder head |
| CN201280007469.7A CN103429857B (zh) | 2011-02-02 | 2012-01-30 | 气体交换阀装置和气缸盖 |
| KR1020137023037A KR101681363B1 (ko) | 2011-02-02 | 2012-01-30 | 가스 교환 밸브 배열체 및 실린더 헤드 |
| EP12706626.4A EP2670957B1 (en) | 2011-02-02 | 2012-01-30 | Gas exchange valve arrangement and cylinder head |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20115102 | 2011-02-02 | ||
| FI20115102A FI123409B (fi) | 2011-02-02 | 2011-02-02 | Kaasunvaihtoventtiilijärjestely ja sylinterinkansi |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI20115102A0 FI20115102A0 (fi) | 2011-02-02 |
| FI20115102A FI20115102A (fi) | 2012-08-03 |
| FI123409B true FI123409B (fi) | 2013-03-28 |
Family
ID=43629777
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI20115102A FI123409B (fi) | 2011-02-02 | 2011-02-02 | Kaasunvaihtoventtiilijärjestely ja sylinterinkansi |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP2670957B1 (fi) |
| KR (1) | KR101681363B1 (fi) |
| CN (1) | CN103429857B (fi) |
| FI (1) | FI123409B (fi) |
| WO (1) | WO2012104482A1 (fi) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR3001762A1 (fr) * | 2013-02-07 | 2014-08-08 | Andre Chaneac | Moteur thermique comportant des soupapes commandees par electro-aimants pour leur ouverture et leur fermeture |
| FI126115B (fi) | 2013-06-05 | 2016-06-30 | Waertsilae Finland Oy | Kaasunvaihtoventtiilijärjestely |
| US9399933B2 (en) * | 2014-02-28 | 2016-07-26 | Plymouth Machine Integration, Llc | Valve assembly |
| CN104405466A (zh) * | 2014-10-21 | 2015-03-11 | 大连理工大学 | 压缩空气发动机高压进气门 |
| US20180259023A1 (en) * | 2015-09-15 | 2018-09-13 | Thermolift, Inc. | A Spring for an Electromagnetic Actuator |
| DE102016120958A1 (de) * | 2016-11-03 | 2018-05-03 | Abb Turbo Systems Ag | Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4214839A1 (de) * | 1992-05-05 | 1993-11-11 | Audi Ag | Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine |
| DE19725218C2 (de) * | 1997-06-15 | 2000-11-02 | Daimler Chrysler Ag | Vorrichtung zur Betätigung eines Gaswechselventiles für eine Brennkraftmaschine |
| JPH11311112A (ja) * | 1998-03-14 | 1999-11-09 | Fev Motorentechnik Gmbh & Co Kg | 空気戻しバネを備えたピストン内燃機関用の電磁操作可能なガス交換弁 |
| GB2374900B (en) * | 2001-04-24 | 2004-09-01 | Ilmor Engineering Ltd | Valve spring mechanism |
| US6745738B1 (en) * | 2001-09-17 | 2004-06-08 | Richard J. Bosscher | Pneumatic valve return spring |
| DE10207038A1 (de) * | 2002-02-20 | 2003-08-21 | Bayerische Motoren Werke Ag | Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine |
| JP4026410B2 (ja) * | 2002-05-24 | 2007-12-26 | 三菱自動車工業株式会社 | 内燃機関の動弁装置 |
| CN101163865B (zh) * | 2005-04-14 | 2011-01-26 | 三菱自动车工业株式会社 | 内燃机阀机构 |
| EP2041464B1 (en) | 2006-07-10 | 2012-07-04 | Mack Trucks, Inc. | Reciprocable member with anti-float arrangement |
| DE102007019916B4 (de) | 2007-04-27 | 2016-09-15 | Volkswagen Ag | Gaswechselventil mit pneumatischer Feder |
| ITBO20070844A1 (it) * | 2007-12-21 | 2009-06-22 | Ferrari Spa | Sistema pneumatico per il comando delle valvole di un motore a combustione interna |
-
2011
- 2011-02-02 FI FI20115102A patent/FI123409B/fi not_active IP Right Cessation
-
2012
- 2012-01-30 WO PCT/FI2012/050080 patent/WO2012104482A1/en active Application Filing
- 2012-01-30 EP EP12706626.4A patent/EP2670957B1/en active Active
- 2012-01-30 CN CN201280007469.7A patent/CN103429857B/zh active Active
- 2012-01-30 KR KR1020137023037A patent/KR101681363B1/ko active IP Right Grant
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2012104482A1 (en) | 2012-08-09 |
| CN103429857B (zh) | 2015-09-16 |
| EP2670957B1 (en) | 2015-06-17 |
| FI20115102A (fi) | 2012-08-03 |
| CN103429857A (zh) | 2013-12-04 |
| EP2670957A1 (en) | 2013-12-11 |
| KR101681363B1 (ko) | 2016-11-30 |
| FI20115102A0 (fi) | 2011-02-02 |
| KR20140007886A (ko) | 2014-01-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI123409B (fi) | Kaasunvaihtoventtiilijärjestely ja sylinterinkansi | |
| US7461619B2 (en) | Valve apparatus for an internal combustion engine | |
| RU2535468C1 (ru) | Турбонагнетатель, приводимый в действие выхлопными газами, снабженный байпасным клапаном | |
| EP1960641B1 (en) | Exhaust gas control apparatus | |
| KR20120116474A (ko) | 직접 연통식 터보차저 | |
| FI121512B (fi) | Mäntämoottorin imuventtiilin ohjausjärjestely | |
| EP2941547B1 (en) | Valve lifting arrangement and method for operating valve lifting arrangement | |
| JP2009024502A (ja) | 排気バイパスバルブ | |
| US20100192892A1 (en) | Hybrid valve for internal combustion engines | |
| KR20150063584A (ko) | 가스 교환 밸브 배열체 | |
| EP3004576B1 (en) | Gas exchange valve arrangement | |
| CN103649514A (zh) | 内燃机气门机构 | |
| CN102465768A (zh) | 包括用于停用气缸的独立节流控制的发动机组件 | |
| CN101603464A (zh) | 悬浮活塞发动机 | |
| GB2361031A (en) | Multifunction valve i.c. piston engine | |
| CN101566097A (zh) | 悬浮活塞发动机 | |
| US11692478B2 (en) | Linear combustion engines with valve in piston | |
| JPH0299705A (ja) | エンジンのバルブシート構造 | |
| RU2286466C2 (ru) | Клапанный механизм газораспределения | |
| EP2834482B1 (en) | Gas exchange valve arrangement and valve | |
| US11143063B2 (en) | Cylinder head and engine | |
| JP2023181120A (ja) | 改良されたピストン冷却手段を有する大型ターボ過給式２ストローク内燃機関 | |
| KR20180028381A (ko) | 내연 기관 | |
| CN201428514Y (zh) | 悬浮活塞发动机 | |
| CN201412220Y (zh) | 悬浮活塞发动机 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG | Patent granted |
Ref document number: 123409 Country of ref document: FI Kind code of ref document: B |
|
| MM | Patent lapsed |