FI123927B - Mäntämoottorin imuventtiilin ohjausjärjestely - Google Patents

Mäntämoottorin imuventtiilin ohjausjärjestely Download PDF

Info

Publication number
FI123927B
FI123927B FI20095770A FI20095770A FI123927B FI 123927 B FI123927 B FI 123927B FI 20095770 A FI20095770 A FI 20095770A FI 20095770 A FI20095770 A FI 20095770A FI 123927 B FI123927 B FI 123927B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
chamber
control
piston
suction valve
control means
Prior art date
Application number
FI20095770A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20095770A (fi
FI20095770A0 (fi
Inventor
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 FI20095770A priority Critical patent/FI123927B/fi
Publication of FI20095770A0 publication Critical patent/FI20095770A0/fi
Priority to PCT/FI2010/050461 priority patent/WO2011004059A1/en
Priority to CN201080026850.9A priority patent/CN102472130B/zh
Priority to KR1020127000508A priority patent/KR101521335B1/ko
Priority to EP10731543.4A priority patent/EP2452054B1/en
Publication of FI20095770A publication Critical patent/FI20095770A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI123927B publication Critical patent/FI123927B/fi

Links

Classifications

    • 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
    • F02D13/0223—Variable control of the intake valves only
    • F02D13/0234—Variable control of the intake valves only 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
    • 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
    • F01L13/0031—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 by modification of tappet or pushrod length
    • 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
    • F01L1/02—Valve drive
    • F01L1/04—Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/08—Shape of cams
    • 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
    • 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
    • F01L1/2405—Adjusting or compensating clearance automatically, e.g. mechanically by fluid means, e.g. hydraulically by means of a hydraulic adjusting device located between the cylinder head 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
    • 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
    • F01L9/11—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by fluid means, e.g. hydraulic in which the action of a cam is being transmitted to a valve by a liquid column
    • F01L9/12—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by fluid means, e.g. hydraulic in which the action of a cam is being transmitted to a valve by a liquid column with a liquid chamber between a piston actuated by a cam and a piston acting on a valve stem
    • 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
    • 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
    • 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
    • F01L2305/00—Valve arrangements comprising rollers

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

MÄNTÄMOOTTORIN IMUVENTTIILIN OHJAUSJÄRJESTELY Tekniikan ala
Keksintö koskee patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukaista mäntämoottorin 5 imuventtiilin ohjausjärjestelyä.
Taustalla oleva tekniikka
Nelitahtisten polttomoottorien käytössä esiintyy tilanteita, joissa sylinterit eivät saa riittävästi ilmaa, jotta puristustahdin aikana tapahtuisi itsesytytys. Tämä pi-10 tää erityisesti paikkansa moottorin käynnistyksen aikana ja kuormituksen vaihtelujen aikana, kun kyseessä ovat suurella paineella ahdetut moottorit, kuten kaksivaiheiset turboahdetut moottorit. Tämänkaltaisissa moottoreissa hyödynnetään suurempia paineita yhdessä terävämpien tai lyhyempien nokan kärjen muotojen kanssa, mikä johtaa siihen, että ahtamistoiminto tapahtuu vastaavasti 15 lyhyemmässä ajassa. Imuventtiilien avautumisajat moottorin normaalissa kuormituksessa eivät täten ole riittävän pitkiä tällaisia erityistilanteita ajatellen.
Yksi ratkaisu järjestää sylinteriin riittävästi ilmaa puristussytytyksen tapahtumista varten on järjestää imuventtiilin sulkeutumiseen viive imuventtiilin avautumis-ajan pidentämiseksi tarvittaessa. Tunnettuja ratkaisuja tällaista säädettävää 20 imuventtiilin sulkeutumista (VIC) koskien on tuotu esiin esimerkiksi patenttijul-δ kaisussa WO 2008/000899.
C\J
i
CD
° Keksinnön eräänä tavoitteena on aikaansaada edelleen parannettu ohjausjär- ™ jestely mäntämoottorin kaasunvaihtoa varten, joka ohjausjärjestely tarjoaa laa-
X
£ jemmat mahdollisuudet viivetoiminnon käyttämiseen imuventtiilin sulkeutumisia 25 vaiheessa. Keksintö on erityisesti tarkoitettu käytettäväksi edellä viitatuissa tur- g boahdetuissa polttomoottoreissa, niin että riittämättömän tuloilman ongelmiin, ° joita ilmenee moottoreissa, kun niitä käytetään esimerkiksi pienillä moottori- 2 kuormituksilla ja moottorin käynnistyksen aikana, voidaan puuttua ja ratkaista ne näin ollen optimaalisella tavalla.
Keksinnön kuvaus 5 Keksinnön tavoitteet voidaan saavuttaa olennaisesti siten kuin on tuotu esiin patenttivaatimuksessa 1 ja tarkemmin sanottuna muissa patenttivaatimuksissa, jotka esittelevät lisää keksinnön eri suoritusmuotojen yksityiskohtia.
Keksinnön perusajatuksena on mahdollistaa viivetoiminnon säädettävä ajastus imuventtiilin sulkeutumisvaiheessa kulloistenkin edellytysten täyttämiseksi pa-10 remmin. Keksinnön mukaisesti tämä toteutetaan käytännössä niin, että ohjaus-välineet ensimmäisessä kammiossa vallitsevan paineen vapautuksen ohjaamiseksi sisältävät viiston ohjauspinnan, joka on järjestetty muuttamaan ja säätämään vaihdettavasti ensimmäisessä kammiossa vallitsevan paineen vapautuksen ajoitusta.
15 Ohjausvälineet on edullisesti järjestetty elimeen, jota voidaan liikuttaa edestakaisin nokkalaitteen ohjaamana nostoliikkeen suunnassa virtauksen ohjaamiseksi ensimmäisen kammion yhteydessä olevan poistovirtausputken läpi. Säädön toteuttamiseksi ohjausvälineet on järjestetty liikeakselinsa ympäri kierrettäviksi viiston ohjauspinnan asennon muuttamiseksi poistovirtausputkeen nähden 20 ja siten ensimmäisessä kammiossa vallitsevan paineen vapautuksen ajoituksen muuttamiseksi.
CO
δ ™ Yhdessä suoritusmuodossa ohjausvälineet käsittävät kierrettävän mäntäelimen,
CD
9 jota ohjauselin ohjaa, jolloin mainittu mäntäelin on järjestetty liikkumaan poisto- r-- ^ virtausputkeen nähden poikkisuunnassa mäntäelimen läpi johdettavan virtauk-
X
£ 25 sen ohjaamiseksi. Tässä tapauksessa ohjauselin painaa mäntäelimen jousen ° voimaa vastaan, kun ohjausjärjestely liikkuu imuventtiilin nostamiseen tarkoite- r-- g tussa suunnassa.
o o
C\J
Eräässä toisessa suoritusmuodossa, jossa ensimmäinen kammio on yhdistetty toiseen kammioon poistovirtausputken välityksellä, ohjauselin ohjaa selektiivi- 3 sesti toiseen kammioon johtavan poistovirtausputken aukkoa. Tässä tapauksessa ohjausvälineet on järjestetty ohjauselimen yhteyteen käytännössä edullisesti niin, että ohjausvälineet on järjestetty ohjauselimeen kierrettävästi liitettyyn holkkielimeen. Ohjausvälineet sisältävät holkkielimeen järjestetyn ja poistovir-5 tausputken aukkoon nähden poikkisuunnassa ulottuvan raon virtauksen ohjaamiseksi sen läpi. Poistovirtausputken aukon ja raon välistä keskinäistä asentoa voidaan sitten säätää kiertämällä holkkielintä akselinsa ympäri.
Käytännössä rako voi edullisesti olla kolmiomainen ja järjestetty siten, että terävän kulman muotoinen toinen pää vastaa maksimiviivettä imuventtiilin sulkeu-10 tumisessa ja kolmion kyljen muotoinen toinen pää, joka jatkuu olennaisesti imu-venttiilin nostamiseen tarkoitetussa suunnassa, vastaa tilannetta, jossa viivettä ei toteuteta. Mainittu terävä kulma ja mainittu kolmion kylki on sitten yhdistetty toisiinsa viiston ohjauspinnan avulla. Tällöin pelkästään ohjausvälineillä voidaan toteuttaa täysi säätö maksimiviiveestä minimiviiveeseen, jolloin minimiviive vas-15 taa sitä, ettei viivettä tapahdu lainkaan.
Ohjausvälineet sisältävät ohjauselimeen järjestetyn ja poistovirtausputken aukkoon nähden poikkisuunnassa jatkuvan raon virtauksen ohjaamiseksi sen läpi. Ohjauselintä voidaan kiertää akselinsa ympäri poistovirtausputken aukon ja raon välisen keskinäisen asennon muuttamiseksi.
20 Vielä eräässä suoritusmuodossa ohjausvälineet käsittävät mäntälaitteen ja ohjauselimen väliin järjestetyn erillisen mäntäelementin. Poistovirtaus johdetaan mainitun mäntäelementin läpi. Tässä tapauksessa mäntäelementti on järjestetty £ kierrettäväksi akselinsa ympäri poistovirtausputken ja mäntäelementin välisen ^ keskinäisen asennon muuttamiseksi.
cc» o i cj 25 Paheellinen poistovirtaus johdetaan ensimmäisestä kammiosta poistovirtaus- | putken ja ohjausvälineiden jälkeen ensimmäisen kammion hydraulisen väliai- o neen syöttölinjaan kierrätettäväksi takaisin ensimmäiseen kammioon ja/tai hyö- dynnettäväksi moottorin muissa paineväliainejärjestelmissä ja -laitteissa.
o o ™ Käytännössä on aikaansaatu lisäksi säätövälineet, edullisesti säätöakseli ohja- 30 usvälineiden kiertoliikkeen toteuttamiseksi. Säätövälineet on tuettu liikkuvasti 4 runko-osaan ja ohjausyksikkö ohjaa niitä imuventtiilin sulkeutumisessa tapahtuvan viiveen optimaalisen ajoituksen saavuttamiseksi kulloinenkin moottorin toiminta huomioon ottaen. Yhtä tai useampaa tai kaikkia moottorin imuventtiilejä voidaan ohjata ja säätää samanaikaisesti.
5
Piirustusten lyhyt kuvaus
Keksintöä kuvataan seuraavaksi vain esimerkinomaisesti viitaten oheisiin kaa-viomaisiin piirustuksiin, joissa - kuvio 1 esittää mäntämoottoria ja periaatekaaviota sen venttiilimekanismista, 10 - kuvio 2 esittää keksinnön mukaisen ohjausjärjestelyn ensimmäistä suoritus muotoa, - kuvio 3 esittää keksinnön mukaisen ohjausjärjestelyn toista suoritusmuotoa, - kuvio 3a on osittainen yksityiskohtakuva kuviosta 3 suunnassa D, ja - kuvio 4 esittää keksinnön mukaisen ohjausjärjestelyn kolmatta suoritusmuo-15 toa, - kuvio 5 esittää keksinnön mukaisen ohjausjärjestelyn neljättä suoritusmuotoa tilanteessa, joka vastaa moottorin imuventtiilin sulkeutumisessa tapahtuvaa maksimiviivettä,
CO
g - kuvio 5a esittää kuvion 5 leikkausta A-A,
CvJ
o 20 - kuvio 5b esittää kuvion 5 leikkausta B-B,
C\J
x - kuvio 6 esittää kuvion 5 ohjausjärjestelyä toisessa toiminta-asennossa,
CC
CL
^ - kuvio 6a esittää kuvion 6 leikkausta C-C, 1^ m O) § - kuvio 7 esittää kuvion 5 ohjausjärjestelyä kolmannessa toiminta-asennossa,
CvJ
- kuvio 7a esittää kuvion 7 leikkausta D-D, 5 - kuvio 8 esittää kuvion 5 ohjausjärjestelyä neljännessä toiminta-asennossa, - kuvio 8a esittää kuvion 8 leikkausta E-E, - kuvio 9 esittää kuvion 5 suoritusmuotoa tilanteessa, joka vastaa moottorin imuventtiilin sulkeutumisessa tapahtuvaa minimiviivettä, 5 - kuvio 9a esittää kuvion 9 leikkausta A’-A’, - kuvio 9b esittää kuvion 9 leikkausta B’-B’, - kuvio 10 esittää kuvion 9 ohjausjärjestelyä toisessa toiminta-asennossa, - kuvio 10a esittää kuvion 10 leikkausta C’-C’, - kuvio 11 esittää kuvion 9 ohjausjärjestelyä kolmannessa toiminta-asennossa, 10 - kuvio 11 a esittää kuvion 11 leikkausta D’-D’.
Piirustusten yksityiskohtainen kuvaus
Kuvio 1 esittää kaaviokuvaa mäntämoottorista 1 sikäli kuin se on merkityksellinen keksinnön ymmärtämisen kannalta. Mäntämoottorin 1 sylinterien (ei esitet-15 ty) kaasunvaihto suoritetaan sylinterinkannessa 2 sijaitsevien kaasunvaihtovent-tiilien, so. imuventtiilien ja pakoventtiilien, ohjaamana. Vain imuventtiilit 3 on esitetty, ja niitä käytetään venttiilimekanismien 6 avulla, joita moottorin nokka-co akselille 4 järjestettyjen nokkalaitteiden 5 nokkapyörät 5’ tyypillisesti ohjaavat.
° Kunkin venttiilimekanismin 6 ja vastaavan nokkalaitteen 5 välinen voimansiirto- o 20 yhteys toteutetaan ohjausjärjestelyllä 7.
1^
CVJ
£ Ohjausjärjestely 7 on esitetty yksityiskohtaisemmin kuvioissa 2 - 4, jotka esittä- vät keksinnön eri suoritusmuotoja. Ohjausjärjestely 7 käsittää runko-osan 8, jo-o £ ka on tyypillisesti kiinnitetty moottorin runkoon. Mäntälaite 9 on järjestetty liikku- o vasti runko-osan 8 sisään. Mäntälaitteen 9 yläpää on järjestetty voimansiirtoyh- ^ 25 teyteen venttiilimekanismin 6 kanssa (ei tarkemmin esitetty). Tämä yhteys voi olla mekaaninen tai hydraulinen. Mäntälaitteen 9 liikkeitä ohjaa ohjauselin 10, 6 joka on järjestetty mäntälaitteen 9 alapäähän runko-osan 8 sisään. Ohjauselin 10 on kytköksissä jouseen 11 ja sen pakottamana rullaa 12 vasten, joka saa ohjauksensa nokkalaitteen 5 nokkaprofiilista 5’. Kun nokka-akseli 4 pyörii, kuvioissa 2 - 4 vastapäivään, rulla 12 myötäilee siten nokkalaitteen 5 nokkaprofiilia 5 5’, ja nokkaprofiilin 5’ muutokset välitetään imuventtiilin 3 avautumisen ja sul keutumisen aikaansaamiseksi.
Runko-osa 8 ja mäntälaite 9 rajaavat yhdessä ensimmäisen kammion 13, johon hydraulinen väliaine voidaan syöttää selektiivisesti syöttöputken 14 välityksellä viiveen aikaansaamiseksi imuventtiilin 3 sulkeutumiseen. Syöttölinja on varus-10 tettu takaiskuventtiilillä 15, sulkuventtiilillä 16 ja pumppuvälineillä 17. Sulkuvent-tiilin 16 avulla ensimmäiseen kammioon 13 johtava syöttölinja voidaan yhdistää tai katkaista riippuen siitä, onko tarkoituksena käyttää viivetoimintoa vai ei aikaansaamaan imuventtiilin 3 viivästetty sulkeutuminen. Takaiskuventtiilin 15 ansiosta ohjausjärjestely ei voi aiheuttaa pulsaatioita hydraulisen väliaineen läh-15 teeseen. Tämä on tärkeää, kun hydraulisena väliaineena käytetään voiteluöljyä. Viivetoiminnon yleisen toiminnan osalta viitataan sinänsä tähän viitteenä sisällytettyyn asiakirjaan WO 2008/000899A1, joka kuvaa muutamia vaihtoehtoisia tapoja tällaisen järjestelyn toteuttamiseksi yleisesti sekä sen toimintaa.
Nokkaprofiili 5’ sisältää nokan 5”, joka ulottuu peruskehästä ylöspäin ja joka on 20 järjestetty liikuttamaan mäntälaitetta 9 kuvioissa ylöspäin imuventtiilin 3 avautumisen aikaansaamiseksi. Kuvioissa 2 - 4 esiin tuoduissa versioissa nokkaprofiili 5’ sisältää lisäksi peruskehän alapuolelle järjestetyn osan. Tätä hyödynne-m tään yleensä ensimmäisessä kammiossa 13 vallitsevan paineen alentamista ° vastaavan viivetoiminnon päättymisen määrittelyyn, jolloin esillä olevan keksin- § 25 nön avulla voidaan toteuttaa imuventtiilin sulkeutumisvaiheen ajoituksen li- i £j säsäätö. Esiin tuodun nokkaprofiilin merkitystä on selostettu yksityiskohtaisem- g min suomalaisessa patenttihakemuksessa nro 20085756, mutta koska se ei
CL
0 suoranaisesti liity esillä olevaan keksintöön ja esillä olevaa keksintöä voidaan soveltaa myös itsenäisesti, ei sen toimintaa selosteta tässä yhteydessä yksien § 30 tyiskohtaisemmin.
c\i 7
Runko-osa 8 on varustettu lisäksi poistovirtausputkella 18, jonka avulla ensimmäisessä kammiossa 13 vallitseva paine voidaan vapauttaa imuventtiilin 3 sulkemiseksi. Keksintö liittyy kammiossa 13 vallitsevan paineen vapauttamisen tarkempaan ohjaamiseen.
5 Tätä tarkoitusta varten on aikaansaatu kuvion 2 suoritusmuodon mukaisesti mäntäelin 19, joka sisältää viiston ohjauspinnan 19a käsittävän aukon. Kammiossa 13 oleva hydraulinen väliaine voidaan siten johtaa poistovirtausputken 18 välityksellä mäntäelimen 19 läpi ja edelleen pois virtausputken 18a välityksellä. Paineellinen poistovirtaus putkesta 18a voidaan haluttaessa käyttää edelleen 10 hyväksi moottorissa. Se voidaan erityisesti johtaa kammion 13 hydraulisen pai-neväliaineen syöttölinjaan syötettäväksi takaisin kammioon 13 imuventtiilin vii-vetoiminnon aikaansaamiseksi. Lisäksi tai vaihtoehtoisesti sitä voidaan hyödyntää moottorin muissa paineväliainejärjestelmissä ja -laitteissa. Nämä vaihtoehdot on osoitettu vain kaavamaisesti nuolilla kuvion 2 katkoviivan yhteydessä.
15 Ohjauselin 10 ohjaa mäntäelintä 19 painaen sitä kuviossa ylöspäin jousta 20 vasten imuventtiilin avautumiseen liittyvän nostoliikkeen aikana kuvion 2 tilanteen jälkeen. Mäntäelintä 19 voidaan kiertää akselinsa ympäri hammasurituk-sen 21 avulla, joka on järjestetty toimimaan yhdessä säätöakselin 22 kanssa, jota liikutetaan akselinsa suunnassa mäntäelimen 19 kiertämiseksi. Kammiossa 20 13 vallitsevan paineen vapauttamiseksi on siten mahdollista säätää tarkka hetki, jolloin mäntäelimessä 19 oleva viiston ohjauspinnan 19a käsittävä aukko liikkuu poistovirtausputken 18 kohtaan jousen 20 pakottamana mäntälaitteen 9 ja ohja-m uselimen 10 paluuliikkeen aikana sen jälkeen, kun rulla 12 on ohittanut nokan ^ 5”. Ohjausyksikkö 34 ohjaa säätöakselin 22 liikkeitä imuventtiilin 3 sulkeutumi- § 25 sessa tapahtuvan viiveen optimaalisen ajoituksen saavuttamiseksi kulloinenkin £j moottorin toiminta huomioon ottaen.
CC
Kuvion 3 suoritusmuodon mukaisesti poistovirtausputki 18 yhdistää ensimmai-o £ sen kammion 13 toiseen kammioon 23, joka on runko-osan 8 ja ohjauselimen m § 10 rajaama ja jossa mäntälaitteen 9 alapää sijaitsee. Myös jousi 11 sijaitsee o ™ 30 tässä toisessa kammiossa 23.
8 Tässä tapauksessa ohjausvälineet on järjestetty holkkielimeen 24, joka on liitetty kierrettävästi ohjauselimeen 10 toiseen kammioon 23 johtavan poistovirtaus-putken 18 aukon ohjaamiseksi. Kuten kuviosta 3a voidaan parhaiten nähdä, ohjausvälineet sisältävät raon 25, joka on järjestetty holkkielimeen 24 ja joka jat-5 kuu poistovirtausputken 18 aukkoon nähden poikkisuunnassa virtauksen ohjaamiseksi sen läpi viiston ohjauspinnan 25a avulla. Poistovirtausputken 18 aukon ja raon 25 välistä keskinäistä asentoa säädetään puolestaan kiertämällä holkkielintä 24 akselinsa ympäri holkkielimeen 24 järjestetyn hammasurituksen 26 ja säätöakselin 27 avulla. Kuten piirustuksesta voidaan nähdä, toinen kam-10 mio 23 on varustettu poistoputkilla 28 hydraulisen väliaineen johtamiseksi edelleen pois esimerkiksi moottorin öljysumppuun.
Kuvion 4 suoritusmuodossa ohjausvälineet käsittävät mäntälaitteen 9 ja ohjaus-elimen 10 väliin järjestetyn erillisen mäntäelementin 29. Poistovirtausputkesta 18 tuleva hydraulinen väliaine johdetaan mainitussa mäntäelementissä 29 ole-15 van, viiston ohjauspinnan 29a käsittävän aukon läpi ja edelleen pois virtausput-ken 18a välityksellä. Tässä tapauksessa mäntäelementti 29 on järjestetty kierrettäväksi akselinsa ympäri mäntäelementtiin 29 järjestettyjen kiilavälineiden 30 ja säätöakselin 31 avulla poistovirtausputken 18 aukon ja mäntäelementissä 29 olevan, viiston ohjauspinnan 29a käsittävän aukon välisen keskinäisen asennon 20 muuttamiseksi. Samalla tavoin kuin kuvion 2 suoritusmuodossa, myös tässä tapauksessa putkesta 18a tuleva paineellinen poistovirtaus voidaan kierrättää takaisin syötettäväksi kammioon 13, ja/tai sitä voidaan hyödyntää paineväliainetta hyväksi käyttävän moottorin muissa paineväliainejärjestelmissä ja -laitteissa.
CO
^ Kuviot 5-11 koskevat keksinnön neljättä suoritusmuotoa, joka muistuttaa poh- § 25 jimmiltaan kuvion 3 suoritusmuotoa. Tässä tapauksessa järjestely holkkielimen £j 24’ kiertoliikkeen aikaansaamiseksi poikkeaa kuitenkin niin, että säätöakseli 33 g on varustettu poikittaisuralla 33a, jossa sijaitsee holkkielimeen 24’ kiinnitetty oh- 0 jaustappi 32. Säätöakselin 33 liikuttaminen aksiaalisesti liikuttaa siten samalla tappia 32 yhdessä holkkielimen 24’ kanssa, jota voidaan tällöin kiertää kahden O) § 30 pääteasennon välillä, jotka vastaavat valittua imuventtiilin sulkeutumisen ajoi-
CVJ
tusviivettä. Poikittaisuran 33a käsittävä järjestely sallii myös ohjaustapin 32 ja säätöakselin 33 keskinäisen liikkeen imuventtiilin nostoliikkeen aikana. Tämä 9 pitää paikkansa myös kuvioissa 2 - 4 esiin tuotujen järjestelyiden kohdalla, koska hammasuritus on mitoitettu riittävän pitkäksi nostoliikkeen suunnassa.
Eräs toinen ero kuvion 3 suoritusmuotoon verrattuna on raon 25’ muoto, joka on tässä tapauksessa pohjimmiltaan kolmiomainen ja järjestetty holkkielimeen 24’ 5 niin, että terävän kulman muotoinen toinen pää vastaa imuventtiilin 3 sulkeutumisessa tapahtuvaa maksimiviivettä ja kolmion kyljen muotoinen toinen pää vastaa tilannetta, jossa viivettä ei toteuteta. Tämä rako 25’ on sitten varustettu viistolla ohjauspinnalla 25’a, joka yhdistää terävän kulman ja kolmion kyljen, kuten kuvioista käy ilmi, aikaansaaden täten viivetoiminnon portaattoman ohjauk-10 sen.
Kuviot 5 - 8 ja 5a - 8a havainnollistavat järjestelyn toimintaa eri toimintavaiheissa tilanteessa, joka vastaa moottorin imuventtiilin sulkeutumisessa tapahtuvaa maksimiviivettä. Kuten erityisesti kuvioista 7a ja 8a käy ilmi, poistovirtausputken 18 aukko sijaitsee lähellä terävää kulmaa raossa 25’, joka aikaansaa maksimi-15 viiveen. Kuten kuviossa 7 on esitetty, mäntälaitteen 9 ja ohjauselimen 10 välillä on lisäksi välys niin kauan kuin viivetoiminto on toiminnassa.
Kuviot 9 - 11 ja 9a - 11a havainnollistavat toisaalta järjestelyn toimintaa vastaavasti eri toimintavaiheissa tilanteessa, joka vastaa moottorin imuventtiilin sulkeutumisessa tapahtuvaa minimiviivettä. Kuvion 11 asennon jälkeen rulla 12 20 palaa nokkalaitteen 5 peruskehälle, jolloin eri osien asennot vastaavat kuviossa 9 olevia asentoja.
co Kuten imuventtiilin sulkeutumisvaihetta esittävästä kuviosta 11 voidaan nähdä, ° mäntälaitteen 9 ja ohjauselimen 10 välissä ei ole välystä. Tässä tapauksessa o minimiviive edustaa siten myös tilannetta, jossa ei ole aikaansaatu lainkaan vii- c\i 25 vettä. Tällöin sulkuventtiiliä 16 (vrt. kuvio 2) ei tarvitse hyödyntää viivetoiminnon | poistamiseen, vaan tämä voidaan toteuttaa edullisesti ohjausvälineiden sopivan o rakenteen avulla, m o Nokkalaitteen 5 nokkaprofiili 5’, jossa on nokka 5”, on tässä tapauksessa ta-
O
™ vanomainen ja se soveltuu, kuvioissa 2 - 4 esitetyn lisäksi, hyvin käytettäväksi 30 myös keksinnön mukaisessa ohjausjärjestelyssä.
10
Keksintö ei ole rajoittunut esiin tuotuihin suoritusmuotoihin, vaan eri muunnelmat ovat mahdollisia oheisten patenttivaatimusten puitteissa.
CO
δ c\j i
CD
O
1^ C\l
X
cc
CL
O
1^ 1^ m O) o o
CM

Claims (10)

1. Mäntämoottorin imuventtiilin ohjausjärjestely, joka on sovitettu moottorin (1) nokka-akselin (4) nokkalaitteen (5) ja imuventtiilimekanismin (6) väliin, joka imuventtiilimekanismi on järjestetty avaamaan ja sulkemaan moottorin sylinterin 5 yhteydessä olevan imuventtiilin (3), joka ohjausjärjestely (7) käsittää runko-osan (8), jossa mäntälaite (9) on järjestetty olemaan liikkuvasti voimansiirtoyhteydes-sä nokkalaitteen (5) ja venttiilimekanismin (6) kanssa, ja ohjauselimen (10), joka on järjestetty runko-osaan (8) nokkalaitteen (5) ja mäntälaitteen (9) väliin liikkumaan nokkalaitteen (5) liikkeiden mukaisesti, jolloin mainittu runko-osa (8) ja 10 mäntälaite (9) rajaavat yhdessä ensimmäisen kammion (13), johon hydraulista väliainetta voidaan syöttää valinnaisesti, jolloin hydraulisen väliaineen virtausta pois ensimmäisestä kammiosta (13) ohjataan viiveen aikaansaamiseksi imu-venttiilin (3) sulkeutumiseen, jolloin ohjausvälineet ensimmäisessä kammiossa (13) vallitsevan paineen vapautuksen ohjaamiseksi sisältävät viiston ohjauspin-15 nan (19a; 25a; 25’a; 29a), joka on järjestetty ensimmäisessä kammiossa (13) vallitsevan paineen vapautuksen ajoituksen muuttamiseksi, tunnettu siitä, että ohjausvälineet on järjestetty elimeen (19; 24; 29), joka on liikuteltavissa edestakaisin nokkalaitteen (5) ohjaamana nostoliikkeen suunnassa virtauksen ohjaamiseksi ensimmäisen kammion (13) yhteydessä olevan poistovirtausputken (18) 20 läpi, ja että ohjausvälineet käsittävät kierrettävän mäntäelimen (19), jota ohja-uselin (10) ohjaa, jolloin mainittu mäntäelin (19) on järjestetty liikkumaan poisto-virtausputkeen (18) nähden poikkisuunnassa mäntäelimen (19) läpi johdettavan virtauksen ohjaamiseksi. CO
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ohjausjärjestely, tunnettu siitä, että ohjaus- § 25 välineitä voidaan kiertää liikeakselinsa ympäri viiston ohjauspinnan (19a; 25a; i 25’a; 29a) asennon muuttamiseksi poistovirtausputkeen (18) nähden ja siten g ensimmäisessä kammiossa (13) vallitsevan paineen vapautuksen ajoituksen CL 0 muuttamiseksi.
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen ohjausjärjestely, tunnettu siitä, että o 30 ohjauselin (10) painaa mäntäelimen (19) jousen (20) voimaa vastaan, kun ohjausjärjestely liikkuu imuventtiilin (3) nostamiseen tarkoitetussa suunnassa.
4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen ohjausjärjestely, tunnettu siitä, että ensimmäinen kammio (13) on yhdistetty toiseen kammioon (23) poistovirtaus-putken (18) välityksellä, että ohjauselin (10) ohjaa selektiivisesti toiseen kammioon (23) johtavan poistovirtausputken (18) aukkoa ja että ohjausvälineet on jär- 5 jestetty ohjauselimen (10) yhteyteen.
5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen ohjausjärjestely, tunnettu siitä, että ohjaus-välineet on järjestetty holkkielimeen (24; 24’), joka on liitetty kierrettävästi ohja-uselimeen (10), että ohjausvälineet sisältävät raon (25; 25’), joka on järjestetty holkkielimeen (24; 24’) ja joka ulottuu poistovirtausputken (18) aukkoon nähden 10 poikkisuunnassa virtauksen ohjaamiseksi sen läpi, jolloin poistovirtausputken (18) aukon ja raon (25; 25’) keskinäistä asentoa säädetään kiertämällä holk-kielintä (24; 24’) akselinsa ympäri.
6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen ohjausjärjestely, tunnettu siitä, että rako (25’) on kolmiomainen ja järjestetty siten, että terävän kulman muotoinen toinen 15 pää vastaa imuventtiilin (3) sulkeutumisessa tapahtuvaa maksimiviivettä ja kolmion kyljen muotoinen toinen pää, joka jatkuu olennaisesti imuventtiilin (3) nostamiseen tarkoitetussa suunnassa, vastaa tilannetta, jossa viivettä ei toteuteta, jolloin mainittu terävä kulma ja mainittu kolmion kylki on yhdistetty toisiinsa viiston ohjauspinnan (25’a) avulla.
7. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen ohjausjärjestely, tunnettu siitä, että ohjausvälineiden kierrettävä mäntäelin käsittää mäntälaitteen (9) ja ohjauselimen (10) väliin järjestetyn erillisen mäntäelementin (29), jolloin poistovirtaus ^ johdetaan mainitun mäntäelementin (29) läpi. C\J i
8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen ohjausjärjestely, tunnettu siitä, että mäntäin 25 elementti (29) on järjestetty kierrettäväksi akselinsa ympäri poistovirtausputken | (18) ja mäntäelementin (29) välisen keskinäisen asennon muuttamiseksi, o
9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ohjausjärjestely, tunnettu siitä, että paineel-m o linen poistovirtaus ensimmäisestä kammiosta (13) johdetaan poistovirtausput- O ™ ken (18) ja ohjausvälineiden jälkeen ensimmäisen kammion (13) hydraulisen 30 väliaineen syöttölinjaan kierrätettäväksi takaisin ensimmäiseen kammioon (13) ja/tai hyödynnettäväksi moottorin muissa paineväliainejärjestelmissä ja -laitteissa.
10. Patenttivaatimuksen 2 mukainen ohjausjärjestely, tunnettu siitä, että säätö-välineet, edullisesti säätöakseli (22; 27; 31; 33), on aikaansaatu ohjausvälinei-5 den kiertoliikkeen toteuttamiseksi, jolloin mainitut säätövälineet on tuettu liikkuvasti runko-osaan (8) ja ohjausyksikkö (34) ohjaa niitä imuventtiilin (3) sulkeutumisessa tapahtuvan viiveen optimaalisen ajoituksen saavuttamiseksi kulloinenkin moottorin toiminta huomioon ottaen. 10 CO δ c\j i CD O 1^ C\l X cc CL O 1^ 1^ m O) o o CM
FI20095770A 2009-07-07 2009-07-07 Mäntämoottorin imuventtiilin ohjausjärjestely FI123927B (fi)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20095770A FI123927B (fi) 2009-07-07 2009-07-07 Mäntämoottorin imuventtiilin ohjausjärjestely
PCT/FI2010/050461 WO2011004059A1 (en) 2009-07-07 2010-06-04 A control arrangement for an inlet valve in a piston engine
CN201080026850.9A CN102472130B (zh) 2009-07-07 2010-06-04 一种用于活塞式发动机的进气阀的控制装置
KR1020127000508A KR101521335B1 (ko) 2009-07-07 2010-06-04 피스톤 엔진의 주입 밸브용 제어 장치
EP10731543.4A EP2452054B1 (en) 2009-07-07 2010-06-04 A control arrangement for an inlet valve in a piston engine

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20095770 2009-07-07
FI20095770A FI123927B (fi) 2009-07-07 2009-07-07 Mäntämoottorin imuventtiilin ohjausjärjestely

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20095770A0 FI20095770A0 (fi) 2009-07-07
FI20095770A FI20095770A (fi) 2011-01-08
FI123927B true FI123927B (fi) 2013-12-31

Family

ID=40935851

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20095770A FI123927B (fi) 2009-07-07 2009-07-07 Mäntämoottorin imuventtiilin ohjausjärjestely

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP2452054B1 (fi)
KR (1) KR101521335B1 (fi)
CN (1) CN102472130B (fi)
FI (1) FI123927B (fi)
WO (1) WO2011004059A1 (fi)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101371827B1 (ko) * 2012-10-19 2014-03-07 현대중공업 주식회사 가변 밸브 타이밍장치
FI20135003L (fi) * 2013-01-03 2014-07-04 Waertsilae Finland Oy Pakoventtiilijärjestely ja menetelmä pakoventtiilin sulkeutumisen kontrolloimiseksi
FI124813B (fi) * 2013-01-07 2015-01-30 Wärtsilä Finland Oy Ohjausjärjestely ja menetelmä pakoventtiilin ohjaamiseksi
FI20145173L (fi) 2014-02-21 2015-08-22 Waertsilae Finland Oy Esikammiojärjestely
CN104443595B (zh) * 2014-11-26 2016-08-24 李淑兰 一种改进的气阀结构
CN110418875B (zh) * 2017-03-17 2021-03-30 瓦锡兰芬兰有限公司 内燃活塞发动机中的换气气门的控制机构及其操作方法
EP3715594B1 (de) * 2019-03-29 2021-10-27 ABB Schweiz AG Ventiltrieb mit hydraulischem verzögerungselement für einen verbrennungsmotor

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3742921A (en) * 1971-07-23 1973-07-03 M Rendine Variable lift hydraulic valve lifter
DE3625664A1 (de) * 1986-07-29 1988-02-04 Bayerische Motoren Werke Ag Vorrichtung zur beeinflussung des von einem nocken gesteuerten ventilhubes
DE3833459A1 (de) * 1988-10-01 1990-04-05 Audi Ag Hydraulischer ventiltrieb fuer eine brennkraftmaschine
DE4202542A1 (de) * 1991-02-12 1992-08-13 Volkswagen Ag Variabler ventiltrieb fuer ein hubventil
US7137374B1 (en) * 2006-02-15 2006-11-21 Mike Wayne Ballard Adjustable hydraulic valve lifter
FI124107B (fi) * 2006-06-30 2014-03-14 Wärtsilä Finland Oy Mäntämoottorin kaasunvaihtoventtiilin ohjausjärjestely ja menetelmä mäntämoottorin kaasunvaihtoventtiilin ohjaamiseksi

Also Published As

Publication number Publication date
FI20095770A (fi) 2011-01-08
KR20120032519A (ko) 2012-04-05
WO2011004059A1 (en) 2011-01-13
FI20095770A0 (fi) 2009-07-07
KR101521335B1 (ko) 2015-05-18
CN102472130A (zh) 2012-05-23
CN102472130B (zh) 2015-08-12
EP2452054B1 (en) 2013-07-24
EP2452054A1 (en) 2012-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI123927B (fi) Mäntämoottorin imuventtiilin ohjausjärjestely
US8931456B2 (en) Method and device for engine braking
CN102165149B (zh) 内燃机的压缩释放制动系统的独立式压缩制动控制模块
KR101308860B1 (ko) 피스톤엔진내의 가스교환 밸브용 제어구조 및 피스톤엔진내의 가스교환 밸브의 제어방법
FI121512B (fi) Mäntämoottorin imuventtiilin ohjausjärjestely
FI122253B (fi) Parannettu ohjausjärjestely mäntämoottorin kaasunvaihtoventtiiliä varten
FI124120B (fi) Ohjausjärjestely mäntämoottorissa
RU2505683C2 (ru) Самоадаптивная гидравлическая система с изменяемыми фазами газораспределения для дизельного двигателя и способ управления
US7533640B2 (en) Combustion engine comprising a control cam
US10787938B2 (en) Engine with variable valve timing mechanism
WO2023092940A1 (zh) 专用驱动凸轮组合式发动机气门驱动装置
EP2917516B1 (en) Gas exchange valve arrangement
KR20150020082A (ko) 내연 기관의 작동
CN104265393A (zh) 新型可变气门正时系统
FI122580B (fi) Mäntämoottorin imuventtiilin ohjausjärjestely
JP5572702B2 (ja) ピストンエンジンのガス交換用制御装置
EP2941546B1 (en) Control arrangement and method for controlling an exhaust valve
CN106103921B (zh) 气体交换阀装置
EP2834480B1 (en) Hydraulic actuator and gas exchange valve arrangement
EP2834481B1 (en) Hydraulic actuator
JP3740095B2 (ja) 燃料噴射装置およびこれを備えたディーゼル機関

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 123927

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: B