FI124347B - Mäntämoottorin kaasunvaihdon ohjausjärjestely - Google Patents

Mäntämoottorin kaasunvaihdon ohjausjärjestely Download PDF

Info

Publication number
FI124347B
FI124347B FI20095683A FI20095683A FI124347B FI 124347 B FI124347 B FI 124347B FI 20095683 A FI20095683 A FI 20095683A FI 20095683 A FI20095683 A FI 20095683A FI 124347 B FI124347 B FI 124347B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
cam
piston
opening
suction valve
valve
Prior art date
Application number
FI20095683A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20095683A0 (fi
FI20095683A (fi
Inventor
Magnus Sundsten
Original Assignee
Wärtsilä 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 Wärtsilä Finland Oy filed Critical Wärtsilä Finland Oy
Priority to FI20095683A priority Critical patent/FI124347B/fi
Publication of FI20095683A0 publication Critical patent/FI20095683A0/fi
Priority to CN201080026927.2A priority patent/CN102459829B/zh
Priority to EP10727762.6A priority patent/EP2443324B1/en
Priority to JP2012515527A priority patent/JP5572702B2/ja
Priority to KR1020117030285A priority patent/KR101523414B1/ko
Priority to PCT/FI2010/050458 priority patent/WO2010146229A1/en
Priority to RU2012101361/06A priority patent/RU2538609C2/ru
Publication of FI20095683A publication Critical patent/FI20095683A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI124347B publication Critical patent/FI124347B/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
    • 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
    • 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
    • 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
    • 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
    • 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
    • F01L9/14—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 the volume of the chamber being variable, e.g. for varying the lift or the timing of a valve
    • 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
    • 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
    • F02D13/0261—Controlling the valve overlap
    • 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
    • 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)
  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)

Description

MÄNTÄMOOTTORIN KAASUNVAIHDON OHJAUSJÄRJESTELY
Esillä oleva keksintö kohdistuu patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukaiseen mäntämoottorin kaasunvaihdon ohjausjärjestelyyn.
5
Tekniikan taso
Nykyisissä puristussytytteisissä mäntämoottoreissa käytetään yleisesti ahdinta, yleensä turboahdinta. Turboahdinjärjestely on erityisen edullinen, sillä siinä käytetään moottorin pakokaasujen energiaa. Näin ollen on mahdollista parantaa 10 moottorin tehoa ja hyötysuhdetta. Käytännössä turboahdin, jonka kompressori toimii pakokaasun turbiinilla, kuitenkin pyrkii olemaan hyötysuhteeltaan huono moottorin alhaisilla käyttökuormilla.
Turboahtimen toimintaan vaikuttavat toisiinsa liittyvien kompressorin ja turbiinin ominaisuudet ja mukauttaminen. Suurten painesuhteiden käyttäminen 15 kompressorissa, siis olennaisesti korkean ahtopaineen käyttäminen moottorin imusarjassa, on hyödyllistä. Turboahtimen kompressoriosan käyttämistä rajoittaa toisaalta kompressorin suurin virtauskapasiteetti ja toisaalta niin kutsuttu sakkausraja. Kompressorin sakkaaminen on haitallista moottorin toiminnalle, sillä moottorille syötettävän paloilman paine ja virtaus pienenevät 20 heti, kun kompressori sakkaa, o 0 Turboahdetun moottorin toimintaan liittyvä tärkeä seikka on venttiilien ajoitus, g Esimerkkinä laitteesta venttiilien ajoituksen muuttamiseksi viittaamme i cv julkaisuun WO 9830787 A1. Tämä tunnettu laite polttomoottorin venttiilien 1 ohjaamiseksi mahdollistaa moottorin venttiilin avautumisen viivästämisen ja 25 venttiilin sulkeutumisen aikaistamisen, jolloin venttiilin aukioloaika on lyhyempi.
00 g Tämän julkaisun mukaan sitä voidaan käyttää sekä imu- että pakoventtiMeille, O) § mutta julkaisusta ei käy ilmi tarkkoja teknisiä tietoja tällaiselle laitteelle.
C\1 2
Toisaalta 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 riittävästi 5 ilmaa, jotta puristustahdin aikana tapahtuisi itsesytytys. Tämä koskee erityisesti korkeapaineahdettuja moottoreita kuten esimerkiksi kaksivaiheisesti turboahdettuja moottoreita käynnistyksen ja kuorman vaihteluiden aikana. Tällaisissa moottoreissa käytetään korkeita paineita yhdessä jyrkempien tai lyhyempien nokka-akselien nokkaprofiilien kanssa, mikä vastaavasti tuottaa 10 lyhyempikestoisen ahtotapahtuman. Tällöin imuventtiilien aukioloajat moottorin tavallisen kuormituksen aikana eivät ole riittävän pitkiä tällaisia erikoistilanteita varten, joten viivetoiminnon pitäisi olla valinnaisesti käytettävissä.
Toinen edellä kuvattujen tyyppisten turboahdetun nelitahtisen polttomoottorin toimintaan pienillä kuormilla liittyvä ongelma on, että venttiilit ja niihin liittyvät 15 komponentit saattavat ylikuumeta sylinterin riittämättömän huuhtelun vuoksi.
Esillä olevan keksinnön tarkoitus on tuottaa ohjausjärjestely mäntämoottorin kaasunvaihtoa varten, joka järjestely ratkaisee edellä mainitut ongelmat sekä muita tekniikan tasoon liittyviä ongelmia. Esillä olevan keksinnön tarkoitus on myös tuottaa selkeä ja luotettava ratkaisu, joka parantaa mäntämoottorin 20 sylinterin kaasunvaihtoa tarpeen mukaan siten, että se on paremmin eri kuormitustilanteiden mukainen ja parantaa moottorin hyötysuhdetta ja luotettavuutta moottorin tarkan tyypin ja olosuhteiden mukaan kussakin 0 tapauksessa, δ
CNJ
O) 0 c\j 25 Keksinnön selitys
CC
Esillä olevan keksinnön tavoitteet voidaan olennaisesti saavuttaa
CO
§ patenttivaatimuksessa 1 sekä tarkemmin muissa patenttivaatimuksissa m o kuvatulla tavalla, o
CVJ
Keksinnön perusidea on tuottaa tehokkaampi sylinterin huuhtelu, jota voidaan 30 käyttää tarpeen mukaan. Esillä olevan keksinnön mukaan ohjausjärjestelyyn 3 kuuluu välineet imuventtiilin avautumisen ajoituksen säätämiseksi, ja mainitut välineet on järjestetty yhteistoimintaan järjestelyyn kuuluvan mäntälaitteen kanssa. Paremman huuhtelun avulla voidaan välttää sakkaaminen täyskuormatilanteissa. Matalilla kuormilla keksintö taas tuottaa tehokkaamman 5 venttiilien ja niihin liittyvien komponenttien jäähdytyksen.
Käytännössä mainitut säätöelimet on järjestetty siirtämään imuventtiilin avautumista aikaisemmaksi samalla kun imuventtiilin avautumisen huippuvaihe pysyy ainakin olennaisesti muuttumattomana. Tällöin on mahdollista siirtää ainoastaan imuventtiilin avautumisen alkua aikaisemmaksi huuhtelun 10 parantamiseksi, mutta muissa suhteissa imuventtiili voi olla tavalliseen tapaan auki. Tämän vuoksi myös venttiilin sulkeutumisen mahdollista viivetoimintoa voidaan haluttaessa käyttää huuhtelusta riippumattomasti.
Käytännön suoritusmuodossa nokkalaite on varustettu malliltaan epäsymmetrisellä nokalla, jolloin sillä on ensimmäinen osuus ulottuen pitkin 15 nokkaprofiilia kärjestä nähden etäisyyden, joka on olennaisesti pidempi kuin toinen osuus, joka suuntautuu vastakkaiseen suuntaan kärjestä nähden, vastaavasti. Tällöin nokan ensimmäisen osuuden alkuosa voidaan edullisesti järjestää määrittämään imuventtiilin avautumisen aikaistettu ajoitus.
Lisäksi ohjauselimeen on liikkuvasti järjestetty apumäntä ohjainelimen ja 20 mäntälaitteen välille, ja yhdessä ohjainelimen kanssa ne muodostavat kammion, joka voidaan valinnaisesti täyttää hydraulisella väliaineella imuventtiilin avautumisen ajoituksen määrittämiseksi kussakin tapauksessa.
O
^ Tällöin myös ajoituksen aikaistaminen voidaan valita halutulla tavalla, mutta se
CM
^ voidaan myös poistaa käytöstä, o i cm 25 Kammion käyttämiseksi runko-osa on varustettu imukanavalla ja | poistokanavalla, jotka sijaitsevat etäisyyden päässä toisistaan pitkin co ohjainelimen liikettä ja jotka on järjestetty vuoron perään olemaan yhteydessä S mainittuun kammioon vielä yhden ohjainelimeen järjestetyn virtauskanavan p kautta.
C\J
4
Imuventtiilin avautumisen valitun ajan mukaan apumäntä jonkin matkan päässä joko mäntälaitteesta tai ohjainelimestä, kun imuventtiili on suljetussa asennossa. Imuventtiilin avautumisen aikaisemman ajoituksen valitsemiseksi mainittu kammio täytetään hydraulisella väliaineella imuventtiilin ollessa 5 suljettuna. Tällöin apumännän ja ohjainelimen väliin jää väli, joka määrittää aikaisemman ajoituksen ja tehokkaamman huuhtelun, kunnes kammion paine vapautuu ja venttiilinnostojärjestely seuraa nokan kärjen määrittämää nokkaprofiilia.
Tulokanavan ja virtauskanavan muodostava syöttölinja voidaan varustaa 10 takaiskuventtiilillä, jotta voidaan varmistaa, että kammiossa säilyy riittävä paine, sekä lisävaihtelun tuottamiseksi aikaistetulle ajoitukselle.
Mäntälaitteen ohjainelimestä nähden kauempi pää on suunniteltu siten, että se muodostaa yhdessä runko-osan kanssa hydraulisen väliaineen kammion, joka voidaan valinnaisesti täyttää imuventtiilin sulkeutumisen ohjaamiseksi 15 imuventtiilin avautumista säätävästä elimestä riippumatta. Kuten edellä on mainittu, tällöin voidaan tuottaa sinänsä tunnettu viivetoiminto venttiilin sulkemisessa ja sitä voidaan käyttää huuhteluun nähden erillisenä.
Piirustusten lyhyt kuvaus 20 Keksintöä kuvataan seuraavassa esimerkinomaisesti viitaten oheisiin kaaviomaisiin piirustuksiin, joissa o δ ™ - kuvio 1 esittää mäntämoottoria ja viivakaaviota sen venttiilimekanismista, σ> o i c\j - Kuviot 2 - 6 esittävät esillä olevan keksinnön mukaisen ohjausjärjestelmän = suoritusmuotoa toiminnan eri peräkkäisissä vaiheissa tilassa, jossa toteutetaan
CL
_ 25 imuventtiilin avautumisen aikaistaminen,
CO
CO
CO
S - Kuviot 2a - 6a esittävät suurennoksia vastaavista kuvioista 2 - 6, o o C\1 5 - Kuviot 7 - 9 esittävät kuvioiden 2-6 suoritusmuotoa toiminnan eri peräkkäisissä vaiheissa toisessa tilassa, jossa ei ole imuventtiilin ajoituksen aikaistamista, ja - Kuvio 10 esittää imu- ja pakoventtiilien suhteellisia avautumiskäyriä esillä 5 olevan keksinnön mukaisesti.
Piirustusten yksityiskohtainen kuvaus
Kuvio 1 esittää kaaviokuvana mäntämoottoria 1 siinä määrin, kuin se on tarpeen esillä olevan keksinnön ymmärtämiseksi. Mäntämoottorin 1 sylinterien 10 (ei kuvattu) kaasunvaihto tehdään sylinterikannessa 2 sijaitsevien kaasunvaihtoventtiilien, siis imu- ja pakoventtiilien, ohjaamana. Kuviossa esitetään ainoastaan imuventtiilit 3 ja niitä käytetään venttiilimekanismeilla 6, joita tyypillisesti ohjataan moottorin nokka-akselille 4 järjestettyjen nokkalaitteiden 5 nokkaprofiileilla 5'. Voimansiirto kunkin venttiilimekanismin 6 ja 15 vastaavan nokkalaitteen 5 välillä toteutetaan ohjausjärjestelyllä 7.
Ohjausjärjestelyä 7 kuvataan yksityiskohtaisemmin kuvioissa 2 - 6 ja niihin liittyvissä suurennoksissa kuvioissa 2a - 6a. Ohjausjärjestely 7 käsittää runko- osan 8, joka on tyypillisesti kiinnitetty moottorin runkoon. Mäntälaite 9 on liikkuvasti kiinnitetty runko-osaan 8. Mäntälaitteen 9 yläpää on järjestetty 20 voimansiirtoyhteyteen venttiilimekanismin 6 kanssa (ei näytetty yksityiskohtaisemmin). Tämä yhteys voi olla mekaaninen tai hydraulinen, o o Mäntälaitteen 9 liikkeitä ohjataan ohjainelimellä 10, joka on sovitettu runko-
CNJ
o) osassa 8 olevan mäntälaitteen 9 alapäähän. Ohjainelin 10 on yhteydessä cp c\j jouseen 11, joka painaa sitä kohti rullaa 12, joka saa ohjauksensa nokkalaitteen
C\J
x 25 5 nokkaprofiililta 5'. Tällöin, kun nokka-akseli 4 pyörii, kuvioissa 2 - 6 cc myötäpäivään, rulla 12 seuraa nokkalaitteen 5 nokkaprofiilia 5' ja nokkaprofiilin
CO
§ 5' muutokset välitetään siten, että se vaikuttaa imuventtiilin 3 avautumiseen ja
iD
o sulkeutumiseen, o
C\J
Ohjainelin 10 on varustettu liikkuvasti sen sisään sovitetulla apumännällä 13, 30 joka muodostaa yhdessä ohjainelimen 10 kanssa kammion 14, johon voidaan 6 valitusti johtaa hydraulista väliainetta imuventtiilin 3 avautumisen aikaistamiseksi. Runko-osa 8 on varustettu tulokanavalla 15 ja poistokanavalla 17, jotka sijaitsevat etäisyyden päässä toisistaan ohjainelimen 10 liikkeen suunnassa ja jotka on vuorostaan järjestetty yhteyteen kammion 14 kanssa 5 ohjainelimeen 10 järjestetyn virtauskanavan 16 kautta. Syöttölinjaan on sovitettu pumppuelin 18, sulkuventtiili 19 ja valinnainen takaiskuventtiili 20. Syöttölinja kammioon 14 voidaan yhdistää tai katkaista sulkuventtiilin 19 avulla riippuen siitä, onko tarkoitus käyttää aikaistustoimintoa imuventtiilin 3 avaamiseen.
10 Nokkaprofiiliin 5’ kuuluu nokka 5”, joka suuntautuu perusympyrältä ylöspäin ja joka on järjestetty siirtämään mäntälaitetta 9 kuvioissa ylöspäin imuventtiilin 3 avautumisen aikaansaamiseksi. Keksinnön mukaisesti nokka 5” on malliltaan epäsymmetrinen siten, että siinä on ensimmäinen osuus 5”a, joka suuntautuu pitkin nokkalaitteen nokkaprofiilia 5’ sen nokasta pyörimissuunnassa 15 etäisyyden, joka on olennaisesti suurempi kuin toinen osuus 5”b, joka vastaavasti suuntautuu vastakkaiseen suuntaan nokan 5” kärjestä. Nokan 5” mallin vaikutusta sekä ohjausjärjestelyn toimintaa selostetaan seuraavassa.
Kuvio 2 esittää ohjausjärjestelyä tilassa, jossa siihen liittyvä imuventtiili 3 on juuri sulkeutunut, jolloin nokka-akselin nokka 5” ja erityisesti sen osuus 5”b ei 20 enää vaikuta rullaan 12. Ajoituksen aikaistuksen käyttämiseksi johdetaan hydraulista väliainetta, mieluiten öljyä jostakin moottorin järjestelmästä, kanavien 15 ja 16 kautta kammioon 14. Tässä asennossa kanavan 16 ja 0 kammion 14 välinen yhteys määräytyy ainoastaan pienen välin 14a kautta, joka ^ väli muodostaa osan kammiosta 14 ja joka voidaan nähdä paremmin kuviossa i § 25 2a. Tästä huolimatta, kun nokkalaite 5 pyörii edelleen kuvion 3 asentoon, i £{ kammio täyttyy hydrauliöljyllä ja aikaansaa apumännän 13 liikkeen kuvioissa
En ylöspäin, jolloin sen pohjapinta irtoaa ohjainelimestä 10 ja sen yläpinta tulee „ kosketuksiin mäntälaitteen 9 alapinnan kanssa. Tämän seurauksena kun rulla
CO
[g 12 liikkuu edelleen, nokan osuuden 5”b kohdassa se aiheuttaa apumännän 13 σ> § 30 ja mäntälaitteen 9 ylöspäin suuntautuvan liikkeen. Tällöin mäntälaite 9 sijaitsee C\1 korkeammalla kuin normaalisti, eli kun ajoituksen aikaistaminen ei ole käytössä, 7 ja ero määräytyy apumännän 13 pohjapinnan ja ohjainelimen 10 välisen välin mukaan.
Kuten kuviosta 4 ilmenee, jonkin verran hydrauliöljyä painuu takaisin syöttölinjaan ennen kanavien 15 ja 16 välisen yhteyden sulkeutumista, jolloin 5 apumännän 13 ja ohjainelimen 10 välinen väli pienenee hieman. Tämä liittyy tapaukseen, jossa ei ole takaiskuventtiiliä 20. Takaiskuventtiilin 20 tehtävä on estää hydrauliöljyn puristuminen takaisin syöttölinjaan, jolloin apumännän 13 pohjapinnan ja ohjainelimen 10 välinen väli on suurempi ja venttiilille 3 tuotettu nosto on suurempi ja tapahtuu vastaavasti aikaisemmin. Tämän vuoksi myös 10 sylinterin huuhtelu on tehokkaampaa.
Kuvion 5 tilanteessa kanava 16 siirtyy kanavan 17 kohdalle, jolloin kammion 14 ja kanavan 17 välinen yhteys muodostuu ja kammion 14 paine vapautuu. Tämän jälkeen seuraa imuventtiilin 3 nostoliike tavalliseen tapaan, kun nokan 5” kärki on saavutettu (katso kuvio 6) ja se määräytyy edelleen nokan 5” toisen 15 osuuden 5”b mukaan. Näin ollen imuventtiilin sulkeminen voidaan haluttaessa toteuttaa imuventtiilin aikaistetusta avaamisesta riippumatta. Tämä voidaan edullisesti toteuttaa mäntälaitteen 9 avulla. Tätä varten voidaan painekammiona käyttää mäntälaitteen 9 yhdessä runko-osan 8 kanssa muodostamaa kammiota 21 sinänsä tunnetulla tavalla varustamalla se tulo- ja poistokanavilla (esitetty 20 ainoastaan kaaviomaisesti katkoviivoilla kuviossa 2). Viittaamme julkaisuun WO 2008/000899A1, joka liitetään tämän asiakirjan viitteisiin ja jossa kuvataan joitakin vaihtoehtoisia tapoja toteuttaa tällainen järjestely.
O
ς Kuten edellä olevasta kuvioiden 2 - 5 selityksestä voidaan ymmärtää, kanavien
CM
^ 15 ja 17 sijainti suhteessa ohjainelimen 10 nostavaan liikkeeseen vaikuttaa o ^ 25 imuventtiilin 3 avautumisen ajoitukseen. Näin ollen sijainti tulisi valita siten, että
CM
voidaan saavuttaa haluttu ajoitus.
CC
CL
co Kuten edellä on kuvattu, imuventtiilin 3 avaamisen aikaistava tila voidaan
CO
ίο poistaa käytöstä esimerkiksi sulkuventtiilillä 19, jolloin kammioon 14 ei johdeta o hydrauliöljyä. Tällainen vaihekierto on esitetty kuvioissa 7 - 9. Kuten kuviosta 7 30 voidaan havaita, tässä tapauksessa apumännän 13 ja mäntälaitteen 9 päätyosan välissä on väli. Joten, kun rulla 12 liikkuu nokan 5” osuuden 5”a 8 kohdalle, ohjainelin 10 liikkuu ylöspäin ja sulkee ensin mainitun välin. Mäntälaitteen 9 ylöspäin suuntautuva liike alkaa vasta tämän jälkeen. Näin ollen voidaan havaita, että tämä mäntälaitteen 9 ylöspäin suuntautuvan liikkeen viive vastaa kahden tilan välistä eroa, siis sitä, käytetäänkö ajoituksen aikaistamista 5 vai ei.
Kuvioiden suoritusmuodon toimintaa ja sen vaikutusta moottorin imuventtiilin avautumiseen ja sulkeutumiseen sekä sylinterin huuhteluun kuvataan kuviossa 10, joka esittää sekä pako- että imuventtiilin suhteellisia avautumiskäyriä moottorin kampikulman funktiona. Kuviossa 10 käyrät A ja A’ vastaavat 10 imuventtiilin liikettä eri tiloissa siten, että käyrä A vastaa normaalia tilaa ja käyrä A’ vastaa imuventtiilin avautumisen aikaistettua tilaa. Käyrä B vastaa pakoventtiilin liikettä ja käyrä C vastaa moottorin männän liikettä suhteessa sylinteriin kyseisen imuventtiilin yhteydessä. Lisäksi linja D ilmaisee moottorin männän yläkuolokohtaa. Kuten voidaan havaita, aikaistettu ajoitus tuottaa imu-15 ja pakoventtiilin samanaikaisen aukiolon suuremman päällekkäisyyden, jota kuvataan käyrien Aja A’ väliin jäävällä alueella. Tämä tarkoittaa sylinterin tehokkaampaa huuhtelua.
Keksintö ei rajoitu yllä kuvattuun suoritusmuotoon, vaan se voidaan toteuttaa monin eri tavoin oheisten patenttivaatimusten puitteissa.
20 o δ
CM
O) o C\l
CM
X
cc
CL
CO
CO
CD
m O) o o
CM

Claims (5)

1. Kaasunvaihdon ohjausjärjestely mäntämoottorissa, joka ohjausjärjestely on sovitettu moottorin (1) nokka-akselin (4) nokkalaitteen (5) ja moottorin sylinterin yhteydessä olevaa imuventtiiliä (3) avaamaan ja sulkemaan järjestetyn 5 imuventtiilimekanismin (6) väliin, joka ohjausjärjestely (7) käsittää runko-osan (8), johon on liikkuvasti järjestetty mäntälaite (9) olemaan voimansiirto- yhteydessä nokkalaitteen (5) ja venttiilimekanismin (6) kanssa, sekä ohjainelimen (10), joka on järjestetty runko-osaan (8) nokkalaitteen (5) ja mäntälaitteen (9) väliin liikkumaan nokkalaitteen (5) liikkeiden mukaisesti, jolloin 10 ohjausjärjestely käsittää välineet imuventtiilin (3) avautumisen ajoituksen säätämiseksi ja ohjainelin (10) on varustettu apumännällä (13), joka on liikuteltavasti järjestetty ohjainelimen (10) ja mäntälaitteen (9) väliin ja joka yhdessä ohjainelimen (10) kanssa muodostaa kammion (14), ohjausjärjestelyn edelleen käsittäessä runko-osaan (8) sovitetun tulokanavan (15), tunnettu siitä, 15 että runko-osaan (8) on sovitettu poistokanava (17), joka on sijoitettu etäisyyden päähän tulokanavasta (15) mainitun ohjainelimen (10) liikkeen suunnassa, tulokanavan (15) ja poistokanavan (17) ollessa järjestetty vuoron perään yhteyteen mainitun kammion (14) kanssa ohjainelimeen (10) järjestetyn virtauskanavan (16) kautta, imuventtiilin (3) avautumisen aikaistetun ajoituksen 20 valitsemiseksi mainittu kammio (14) voidaan täyttää hydraulisella väliaineella mainitun tulokanavan (15) kautta imuventtiilin (3) ollessa suljettuna apumännän (13) liikuttamiseksi mäntälaitetta (9) kohti, hydraulinen väliaine voidaan poistaa kammiosta (14) imuventtiilin (3) avautumisliikkeen aikana mainitun ^ poistokanavan (17) kautta, ja että imuventtiilin avautumisen huippuvaihe pysyy o ^ 25 aikaistetusta avautumisesta huolimatta ainakin olennaisesti muuttumattomana. CO cp $2
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ohjausjärjestely, tunnettu siitä, että g nokkalaite (5) on varustettu nokalla (5”), jonka rakenne on epäsymmetrinen CL „ siten, että sillä on ensimmäinen osuus (5”a), joka suuntautuu pitkin CO g nokkalaitteen (5) nokkaprofiilia (5’) sen huippukohdasta pyörimissuunnassa o § 30 etäisyyden, joka on olennaisesti pidempi kuin toinen osuus (5”b), joka C\J vastaavasti suuntautuu vastakkaiseen suuntaan huippukohdasta, ja nokan (5”) ensimmäisen osuuden (5”a) alkuosa on järjestetty määrittämään imuventtiilin (3) avautumisen aikaistaminen.
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen ohjausjärjestely, tunnettu siitä, että imuventtiilin (3) avautumisen valitun ajoituksen mukaan apumäntä (13) on 5 jonkin verran irti joko mäntälaitteesta (9) tai ohjainelimestä (10) kun imuventtiili (3) on suljetussa asennossaan.
4. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen ohjausjärjestely, tunnettu siitä, että tulokanavan (15) ja virtauskanavan (16) käsittävä syöttölinja on varustettu takaiskuventtiilillä (20).
5. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen ohjausjärjestely, tunnettu siitä, että mäntälaitteen (9) ohjainelimestä (10) katsottuna kauempi pää on suunniteltu siten, että se muodostaa yhdessä runko-osan (8) kanssa hydraulisen väliaineen kammion (21), joka voidaan valinnaisesti täyttää imuventtiilin (3) sulkemisen ohjaamiseksi imuventtiilin avautumisen ajoituksen 15 säätämisvälineistä riippumatta. 't δ c\j CO o CO X cc CL CO CO CD m O) o o CVJ 9
FI20095683A 2009-06-17 2009-06-17 Mäntämoottorin kaasunvaihdon ohjausjärjestely FI124347B (fi)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20095683A FI124347B (fi) 2009-06-17 2009-06-17 Mäntämoottorin kaasunvaihdon ohjausjärjestely
CN201080026927.2A CN102459829B (zh) 2009-06-17 2010-06-03 用于活塞式发动机中的气体交换的控制装置
EP10727762.6A EP2443324B1 (en) 2009-06-17 2010-06-03 A control arrangement for gas exchange in a piston engine
JP2012515527A JP5572702B2 (ja) 2009-06-17 2010-06-03 ピストンエンジンのガス交換用制御装置
KR1020117030285A KR101523414B1 (ko) 2009-06-17 2010-06-03 피스톤 엔진의 가스교환을 위한 제어장치
PCT/FI2010/050458 WO2010146229A1 (en) 2009-06-17 2010-06-03 A control arrangement for gas exchange in a piston engine
RU2012101361/06A RU2538609C2 (ru) 2009-06-17 2010-06-03 Устройство управления для газового обмена в поршневом двигателе

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20095683 2009-06-17
FI20095683A FI124347B (fi) 2009-06-17 2009-06-17 Mäntämoottorin kaasunvaihdon ohjausjärjestely

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20095683A0 FI20095683A0 (fi) 2009-06-17
FI20095683A FI20095683A (fi) 2010-12-18
FI124347B true FI124347B (fi) 2014-07-15

Family

ID=40825386

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20095683A FI124347B (fi) 2009-06-17 2009-06-17 Mäntämoottorin kaasunvaihdon ohjausjärjestely

Country Status (7)

Country Link
EP (1) EP2443324B1 (fi)
JP (1) JP5572702B2 (fi)
KR (1) KR101523414B1 (fi)
CN (1) CN102459829B (fi)
FI (1) FI124347B (fi)
RU (1) RU2538609C2 (fi)
WO (1) WO2010146229A1 (fi)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2501953B (en) 2012-01-30 2014-11-05 Broadcom Corp Measurement reporting for mobility procedures
MD4432C1 (ro) * 2015-07-23 2017-03-31 Олег ПЕТРОВ Dispozitiv pentru dirijarea fazelor de distribuţie a gazelor şi a cursei supapei mecanismului de distribuţie a gazelor (variante)
MD4433C1 (ro) * 2015-07-23 2017-03-31 Олег ПЕТРОВ Dispozitiv pentru dirijarea fazelor de distribuţie a gazelor şi a cursei supapei mecanismului de distribuţie a gazelor (variante)

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR971641A (fr) * 1940-03-27 1951-01-19 M Le Ministre De L Air Perfectionnements apportés aux commandes par cames, et notamment aux commandes de soupapes de moteurs à combustion interne ou autres
US3490423A (en) * 1968-06-20 1970-01-20 Gen Motors Corp Variable stroke hydraulic valve lifter
GB1493246A (en) * 1975-08-19 1977-11-30 Rolls Royce Motors Ltd Engines
JPS52131021A (en) * 1976-04-28 1977-11-02 Suzuki Motor Co Ltd Valve timing changing device in 4-cycle engine
JPS5444123A (en) * 1977-09-14 1979-04-07 Nissan Motor Co Ltd Valve lift aparatus of internal combustion engine
JPS55121912U (fi) * 1979-02-20 1980-08-29
JPS55109711A (en) * 1979-02-16 1980-08-23 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Valve timing controlling apparatus
JPS55163414U (fi) * 1979-05-11 1980-11-25
SU1312194A1 (ru) * 1985-01-03 1987-05-23 29 Конструкторско-технологический центр Устройство дл управлени впускным клапаном
SU1621816A3 (ru) * 1987-02-10 1991-01-15 Интератом Гмбх (Фирма) Гидравлическое устройство управлени клапанами двигател внутреннего сгорани
AU5537690A (en) * 1989-05-25 1990-12-18 William Bulens Device for automobile motor timing system with variable valve lifts
US5002022A (en) * 1989-08-30 1991-03-26 Cummins Engine Company, Inc. Valve control system with a variable timing hydraulic link
FR2676501B1 (fr) * 1991-05-15 1993-09-10 Peugeot Dispositif d'actionnement d'une soupape pour en faire varier la levee et/ou le calage.
DE4324837A1 (de) * 1993-07-23 1995-01-26 Schaeffler Waelzlager Kg Vorrichtung zur Verstellung des Ventilhubes und der Steuerzeiten eines Gaswechselventils
US5931125A (en) * 1994-06-02 1999-08-03 Valasopoulos; Christos Piston internal combustion engine variable action valve lifter system
US6341585B1 (en) * 2000-09-07 2002-01-29 Edward Lawrence Warren Variable inlet valve damper for an internal combustion engine
CN1287069C (zh) * 2003-11-27 2006-11-29 宁波华液机器制造有限公司 一种压差式变气门控制系统
DE102005056238A1 (de) * 2004-12-02 2006-06-08 Schaeffler Kg Variabler Nockenfolger einer Brennkraftmaschine
FI124107B (fi) * 2006-06-30 2014-03-14 Wärtsilä Finland Oy Mäntämoottorin kaasunvaihtoventtiilin ohjausjärjestely ja menetelmä mäntämoottorin kaasunvaihtoventtiilin ohjaamiseksi
ES2318714T3 (es) * 2006-12-20 2009-05-01 C.R.F. Societa Consortile Per Azioni Motor de combustion interna que presenta unas valvulas de admision con un accionamiento variable y un perfil de elevacion que incluye una parte de elevacion constante de arranque.

Also Published As

Publication number Publication date
JP5572702B2 (ja) 2014-08-13
RU2538609C2 (ru) 2015-01-10
RU2012101361A (ru) 2013-07-27
EP2443324B1 (en) 2013-04-17
FI20095683A0 (fi) 2009-06-17
CN102459829B (zh) 2014-01-15
EP2443324A1 (en) 2012-04-25
KR101523414B1 (ko) 2015-05-27
WO2010146229A1 (en) 2010-12-23
KR20120026554A (ko) 2012-03-19
FI20095683A (fi) 2010-12-18
CN102459829A (zh) 2012-05-16
JP2012530211A (ja) 2012-11-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5393784B2 (ja) ピストンエンジン内の制御構成
EP1549831B1 (en) Lost motion system and method for fixed-time valve actuation
JP3192200U (ja) システム高圧側の高速充填を伴う内燃機関のバルブ可変作動用電子制御油圧システム
US9163531B2 (en) Self-adaptive hydraulic variable valve timing system for diesel engine and control method
FI122253B (fi) Parannettu ohjausjärjestely mäntämoottorin kaasunvaihtoventtiiliä varten
KR101628424B1 (ko) 피스톤 엔진의 입구 밸브를 위한 제어 구성물
CN107676142B (zh) 一种低压控制高压的液压驱动可变气门机构
FI124347B (fi) Mäntämoottorin kaasunvaihdon ohjausjärjestely
EP2917516B1 (en) Gas exchange valve arrangement
JP6315777B2 (ja) 可変作動および遅延閉鎖型の吸気弁を備えた火花点火内燃エンジン
KR102192961B1 (ko) 배기 밸브 배열체 및 배기 밸브의 폐쇄를 제어하는 방법
WO2014106688A1 (en) Control arrangement and method for controlling an exhaust valve
CN116771460B (zh) 液压全升程连续可变气门系统
US7210434B2 (en) Hydraulic cam for variable timing/displacement valve train
JPS59131714A (ja) タ−ボチヤ−ジヤ付機関の弁作動切換装置
JPS5925008A (ja) 内燃機関の弁作動切換装置
US20110214633A1 (en) Duration extender variable valve actuation

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 124347

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: B

MM Patent lapsed