FR3103515A1 - EXHAUST VALVE SEAT WITH AN OPTIMIZED AERODYNAMIC PROFILE - Google Patents
EXHAUST VALVE SEAT WITH AN OPTIMIZED AERODYNAMIC PROFILE Download PDFInfo
- Publication number
- FR3103515A1 FR3103515A1 FR1913037A FR1913037A FR3103515A1 FR 3103515 A1 FR3103515 A1 FR 3103515A1 FR 1913037 A FR1913037 A FR 1913037A FR 1913037 A FR1913037 A FR 1913037A FR 3103515 A1 FR3103515 A1 FR 3103515A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- valve seat
- chamfers
- exhaust duct
- arc
- circle
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Granted
Links
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 17
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 8
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 5
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
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
- 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
- F01L3/22—Valve-seats not provided for in preceding subgroups of this group; Fixing of valve-seats
-
- 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
-
- 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
- F01L3/06—Valve members or valve-seats with means for guiding or deflecting the medium controlled thereby, e.g. producing a rotary motion of the drawn-in cylinder charge
-
- 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
-
- 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)
- Lift Valve (AREA)
Abstract
La présente invention a pour objet un siège de soupape (1) pour conduit d’échappement (2) et comprenant au moins deux chanfreins successifs et ayant des angles d’ouverture différents. Selon l’invention, le siège de soupape (1) comprend en outre un tronçon courbe (13) disposé à la suite des chanfreins successifs. Ledit tronçon courbe (13) est délimité par une surface de révolution (S) qui est générée par la rotation d’un arc de cercle autour d’un axe principal (X-X’) du siège. Ledit arc de cercle s’étend entre une extrémité amont et une extrémité avale. Ladite extrémité avale est destinée à former un point tangent entre l’arc de cercle et une droite génératrice d’un tronçon sensiblement cylindrique (220) du conduit d’échappement (2) adjacent au tronçon courbe (13). Figure pour l'abrégé : Figure 1The present invention relates to a valve seat (1) for an exhaust duct (2) and comprising at least two successive chamfers and having different opening angles. According to the invention, the valve seat (1) further comprises a curved section (13) arranged after successive chamfers. Said curved section (13) is delimited by a surface of revolution (S) which is generated by the rotation of an arc of a circle around a main axis (X-X ’) of the seat. Said circular arc extends between an upstream end and a downstream end. Said downstream end is intended to form a tangent point between the arc of a circle and a line generating a substantially cylindrical section (220) of the exhaust duct (2) adjacent to the curved section (13). Figure for abstract: Figure 1
Description
Domaine technique de l’inventionTechnical field of the invention
La présente invention concerne un siège pour soupape d’échappement présentant un profil aérodynamique optimisé.The present invention relates to an exhaust valve seat having an optimized aerodynamic profile.
L’invention concerne également une culasse comprenant un tel siège et un moteur à combustion interne comprenant une telle culasse.The invention also relates to a cylinder head comprising such a seat and to an internal combustion engine comprising such a cylinder head.
Arrière-plan techniqueTechnical background
De manière connue, dans un moteur à combustion interne, les sièges de soupape du côté d’admission aussi bien que les sièges de soupape du côté d’échappement sont conçus pour garantir un écoulement d’air fluide et constant dans le but de limiter des perturbations du flux d’air.In a known manner, in an internal combustion engine, the valve seats on the intake side as well as the valve seats on the exhaust side are designed to guarantee a smooth and constant flow of air with the aim of limiting airflow disturbances.
Le document EP1944476 divulgue un siège de soupape adapté à la fois à une soupape d’admission et une soupape d’échappement. Ce siège de soupape comprend une partie rapportée formée d’une pluralité de chanfreins et d’une portion sensiblement cylindrique d’axe parallèle à l’axe de la soupape. Précisément, la partie rapportée comprend, dans la direction de la chambre de combustion vers le conduit, une succession de deux chanfreins, la portion sensiblement cylindrique, et un dernier chanfrein divergent situé après ladite portion sensiblement cylindrique.Document EP1944476 discloses a valve seat suitable for both an intake valve and an exhaust valve. This valve seat comprises an attached part formed of a plurality of chamfers and of a substantially cylindrical portion with an axis parallel to the axis of the valve. Specifically, the added part comprises, in the direction of the combustion chamber towards the duct, a succession of two chamfers, the substantially cylindrical portion, and a final divergent chamfer located after said substantially cylindrical portion.
Il s’avère que le siège de soupape tel que conçu ne rend pas l’écoulement d’air aussi optimal que souhaité, en particulier du côté d’échappement. En effet, la forme interne du siège de soupape associée à la forme du conduit d’échappement génère un fort décollement d’air au niveau de la sortie du siège suivie par une partie brute du conduit d’échappement.It turns out that the valve seat as designed does not make the airflow as optimal as desired, especially on the exhaust side. Indeed, the internal shape of the valve seat associated with the shape of the exhaust duct generates a strong separation of air at the level of the seat outlet followed by a raw part of the exhaust duct.
Ce phénomène du décollement d’air est particulièrement remarqué à faible levée de la soupape. En effet, lorsque la soupape d’échappement s’ouvre, les gaz de combustion sortent à une vitesse élevée due à la faible section de passage. A cause de ces fortes vitesses, il y a des forts décollements d’air qui se génèrent au niveau de la sortie du siège. Cette perturbation entraîne une baisse en perméabilité du conduit. Par définition, la perméabilité du conduit est un paramètre indiquant la facilité d’écoulement du flux d’air ou dans ce cas du flux de gaz de combustion dans le conduit d’échappement. La perméabilité du conduit est inversement proportionnelle à la différence de pression d’air entre l’entrée et la sortie du conduit. En ayant un décollement d’air dans le conduit, la différence de pression augmente, ce qui fait ainsi baisser la perméabilité. Cette perte de perméabilité est directement liée aux performances du moteur, à sa consommation et à ses émissions polluantes.This phenomenon of air separation is particularly noticeable at low valve lift. Indeed, when the exhaust valve opens, the combustion gases come out at a high speed due to the small passage section. Because of these high speeds, there are strong air detachments which are generated at the exit of the seat. This disturbance leads to a drop in the permeability of the duct. By definition, duct permeability is a parameter indicating how easily airflow or in this case flue gas flow through the exhaust duct. The permeability of the duct is inversely proportional to the difference in air pressure between the inlet and the outlet of the duct. By having an air separation in the conduit, the pressure difference increases, which thus lowers the permeability. This loss of permeability is directly linked to engine performance, fuel consumption and polluting emissions.
Ainsi, un objectif de l’invention est de pallier le problème précité en proposant un siège de soupape conçu de manière à pouvoir réduire, voire supprimer le phénomène de décollement dans le conduit d’échappement. La perméabilité du conduit est ainsi améliorée pour une meilleure circulation du flux de gaz de combustion dans le conduit.Thus, an objective of the invention is to overcome the aforementioned problem by proposing a valve seat designed in such a way as to be able to reduce, or even eliminate, the phenomenon of separation in the exhaust duct. The permeability of the duct is thus improved for better circulation of the flow of combustion gases in the duct.
Avec cet objectif en vue, l’invention propose un siège de soupape pour conduit d’échappement présentant d’un axe principal et comprenant une série de chanfreins composée d’au moins deux chanfreins successifs et ayant des angles d’ouverture différents, le dernier chanfrein de la série de chanfreins étant obtenu par la rotation d’une droite génératrice secondaire autour de l’axe principal.With this object in view, the invention proposes a valve seat for an exhaust duct having a main axis and comprising a series of chamfers composed of at least two successive chamfers and having different angles of opening, the last chamfer of the series of chamfers being obtained by the rotation of a secondary generating line around the main axis.
Selon l’invention, le siège de soupape comprend en outre un tronçon courbe disposé à la suite de la série de chanfreins. Ledit tronçon courbe est délimité par une surface de révolution qui est générée par la rotation d’un arc de cercle autour de l’axe principal. Ledit arc de cercle s’étend entre une extrémité amont et une extrémité avale, ladite extrémité amont étant un point de rencontre entre l’arc de cercle et la droite génératrice secondaire, et l’extrémité avale étant destinée à former un point tangent entre l’arc de cercle et une droite génératrice d’un tronçon sensiblement cylindrique du conduit d’échappement adjacent au tronçon courbe.According to the invention, the valve seat further comprises a curved section arranged following the series of chamfers. Said curved section is delimited by a surface of revolution which is generated by the rotation of an arc of a circle around the main axis. Said arc of a circle extends between an upstream end and a downstream end, said upstream end being a meeting point between the arc of a circle and the secondary generating line, and the downstream end being intended to form a tangent point between the arc of a circle and a straight line generating a substantially cylindrical section of the exhaust duct adjacent to the curved section.
Ainsi, le siège de soupape tel que proposé présente une forme interne arrondie qui perturbe très peu le flux de gaz de combustion à sa traversée. Précisément, le tronçon courbe du siège de soupape forme une zone de transition progressive et douce pour la circulation du flux. De plus, une partie de la surface du tronçon courbe est dans la continuité avec la surface du tronçon cylindrique du conduit d’échappement. De cette manière, la surface de sortie disponible pour le flux de gaz reste constante sur une distance importante, à savoir à partir de la sortie du siège jusqu’à la fin du tronçon cylindrique du conduit. La vitesse du flux peut donc être maintenu relativement stable sur au moins cette distance. Tous ces avantages réunis permettent de diminuer fortement les décollements qui sont à l’origine de baisse en perméabilité du conduit.Thus, the valve seat as proposed has a rounded internal shape which disturbs very little the flow of combustion gases as it passes through it. Specifically, the curved section of the valve seat forms a gradual and smooth transition zone for the circulation of the flow. In addition, part of the surface of the curved section is continuous with the surface of the cylindrical section of the exhaust duct. In this way, the outlet surface available for the gas flow remains constant over a significant distance, namely from the outlet of the seat to the end of the cylindrical section of the duct. The flow velocity can therefore be kept relatively stable over at least this distance. All these advantages combined make it possible to greatly reduce the detachments which are the cause of a drop in the permeability of the duct.
Selon d’autres caractéristiques de l’invention:
- la première droite génératrice est alignée à une tangente à l’arc de cercle au niveau de l’extrémité amont dudit arc; ainsi, la jonction entre le tronçon courbe et le dernier chanfrein est adouci, ce qui facilite l’écoulement du flux à ce niveau;
- la première droite génératrice est inclinée vers l’axe principal et forme avec ledit axe un premier angle d’ouverture α ; de plus, la série de chanfreins comprend un deuxième chanfrein obtenu par la rotation d’une deuxième droite génératrice autour de l’axe principal, ladite deuxième droite étant inclinée vers l’axe principal X-X’ et formant avec ledit axe un deuxième angle d’ouverture β; enfin, le deuxième angle d’ouverture β est supérieur au premier angle d’ouverture α;
- la série de chanfreins comprend trois chanfreins présentant des angles d’ouverture différents.According to other characteristics of the invention:
- the first generating line is aligned with a tangent to the arc of a circle at the level of the upstream end of said arc; thus, the junction between the curved section and the last chamfer is softened, which facilitates the flow of the flow at this level;
- the first generating line is inclined towards the main axis and forms with said axis a first opening angle α; moreover, the series of chamfers comprises a second chamfer obtained by the rotation of a second generating straight line around the main axis, said second straight line being inclined towards the main axis X-X' and forming with said axis a second angle of β aperture; finally, the second opening angle β is greater than the first opening angle α;
- the series of chamfers includes three chamfers with different opening angles.
Un autre objet de l’invention concerne une culasse de moteur à combustion interne prévue pour fermer l’extrémité d’un cylindre formant une chambre de combustion. Selon l’invention, la culasse comporte :Another object of the invention relates to an internal combustion engine cylinder head provided to close the end of a cylinder forming a combustion chamber. According to the invention, the cylinder head comprises:
- un conduit d’échappement débouchant dans la chambre de combustion et comprenant le tronçon sensiblement cylindrique, et- an exhaust duct opening into the combustion chamber and comprising the substantially cylindrical section, and
- un siège de soupape selon l’invention et disposé au niveau du débouché du conduit d’échappement de manière à ce que le tronçon sensiblement cylindrique du conduit d’échappement soit adjacent au tronçon courbe du siège de soupape.- a valve seat according to the invention and arranged at the outlet of the exhaust duct so that the substantially cylindrical section of the exhaust duct is adjacent to the curved section of the valve seat.
Ainsi, la culasse équipée du siège de soupape innovante présente des performances aérodynamiques améliorées, ce qui contribue à baisser sa consommation de carburant et à réduire ses émissions polluantes.Thus, the cylinder head equipped with the innovative valve seat has improved aerodynamic performance, which contributes to lowering its fuel consumption and reducing its polluting emissions.
Selon une autre caractéristique de la culasse, le siège de soupape est venu de matière avec le conduit d’échappement. Il s’agit d’un mode de réalisation économique et simple à réaliser. A titre d’exemple, le siège de soupape peut être usiné au niveau du débouché du conduit d’échappement.According to another feature of the cylinder head, the valve seat is integral with the exhaust pipe. This is an economical and simple method of realization. For example, the valve seat can be machined at the outlet of the exhaust duct.
Un dernier objet de l’invention concerne un moteur à combustion interne comprenant une culasse selon l’invention.A final object of the invention relates to an internal combustion engine comprising a cylinder head according to the invention.
Brève description des figuresBrief description of figures
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels:Other characteristics and advantages of the invention will appear during the reading of the detailed description which will follow for the understanding of which reference will be made to the appended drawings in which:
Description détaillée de l'inventionDetailed description of the invention
Sur la figure 1, un conduit d’échappement 2 débouche dans une chambre de combustion via un orifice d’échappement 3. La chambre de combustion n’est pas représentée sur les figures.In Figure 1, an exhaust duct 2 opens into a combustion chamber via an exhaust port 3. The combustion chamber is not shown in the figures.
Les gaz issus de la combustion s’écoulent de la chambre de combustion vers le conduit d’échappement 2 dans un sens de l’amont vers l’aval. Le sens d’écoulement du flux est représenté par la flèche F sur la figure 1.The gases resulting from the combustion flow from the combustion chamber towards the exhaust duct 2 in a direction from upstream to downstream. The flow direction of the flux is represented by the arrow F in Figure 1.
Le conduit d’échappement 2 comprend ici, dans le sens de l’amont vers l’aval, une partie usinée 21 et une partie brute de fonderie 22. La partie usinée 21 s’étend à partir de l’orifice d’échappement 3 et elle est conçue de manière à former un siège à soupape 1. Décrit autrement, le siège à soupape 1 est usiné directement sur le conduit d’échappement 2, au niveau du débouché de ce conduit dans la chambre de combustion.The exhaust duct 2 here comprises, in the direction from upstream to downstream, a machined part 21 and an as-cast part 22. The machined part 21 extends from the exhaust orifice 3 and it is designed so as to form a valve seat 1. Described otherwise, the valve seat 1 is machined directly on the exhaust duct 2, at the outlet of this duct into the combustion chamber.
La jonction 4 entre la partie usinée 21 et la partie brute de fonderie 22 marque la fin de l’étendue du siège de soupape 1.The junction 4 between the machined part 21 and the as-cast part 22 marks the end of the extent of the valve seat 1.
Le siège de soupape 1 est suivi par un tronçon sensiblement cylindrique 220 faisant partie de la partie brute de fonderie 22 du conduit d’échappement 2.The valve seat 1 is followed by a substantially cylindrical section 220 forming part of the as-cast part 22 of the exhaust duct 2.
La conception du siège de soupape 1 ainsi que son positionnement par rapport aux autres éléments du conduit d’échappement seront décrits ci-après à l’appui de la figure 2.The design of the valve seat 1 as well as its positioning in relation to the other elements of the exhaust duct will be described below in support of figure 2.
Le siège de soupape 1 présente une forme de révolution ayant un axe principal générateur X-X’. Ici, le siège de soupape 1 est conçu de façon que l’axe principal X-X’ soit confondu avec l’axe longitudinal d’une soupape d’échappement.The valve seat 1 has a shape of revolution having a main generating axis X-X'. Here, the valve seat 1 is designed so that the main axis X-X' coincides with the longitudinal axis of an exhaust valve.
Le siège de soupape 1 comprend, dans le sens de l’amont vers l’aval, un premier chanfrein 11, un deuxième chanfrein 12 et un tronçon courbe 13.The valve seat 1 comprises, in the direction from upstream to downstream, a first chamfer 11, a second chamfer 12 and a curved section 13.
Les premier et deuxième chanfreins 11 et 12 se suivent et forment ainsi une série de chanfreins 10 en amont du tronçon courbe 13.The first and second chamfers 11 and 12 follow each other and thus form a series of chamfers 10 upstream of the curved section 13.
Ces chanfreins s’évasent en direction de l’orifice d’échappement 3 mais ils ont des angles d’ouverture α et β différents.These chamfers flare out towards the exhaust port 3 but they have different opening angles α and β.
Le premier chanfrein 11 est formé par la rotation d’une droite génératrice primaire D1 autour de l’axe X-X’. La droite génératrice primaire D1 est inclinée vers l’axe X-X’ et forme avec ledit axe un angle d’ouverture primaire α.The first chamfer 11 is formed by the rotation of a primary generating line D1 around the axis X-X'. The primary generating line D1 is inclined towards the X-X' axis and forms with said axis a primary opening angle α.
De la même manière, le deuxième chanfrein 12 est formé par la rotation d’une droite génératrice secondaire D2. La droite génératrice secondaire D2 est aussi inclinée vers l’axe X-X’ et forme avec ledit axe un angle d’ouverture secondaire β.In the same way, the second chamfer 12 is formed by the rotation of a secondary generating line D2. The secondary generating line D2 is also inclined towards the X-X' axis and forms with said axis a secondary opening angle β.
Dans l’exemple illustré, l’angle d’ouverture primaire α est supérieur à l’angle d’ouverture secondaire β.In the example shown, the primary opening angle α is greater than the secondary opening angle β.
En d’autres termes, le premier chanfrein 11 et le deuxième chanfrein 12 présentent tous les deux la forme d’un tronc de cône d’axe X-X’. Le tronc de cône du premier chanfrein 11 est plus évasé que celui du deuxième chanfrein 12.In other words, the first chamfer 11 and the second chamfer 12 both have the shape of a truncated cone with axis X-X'. The truncated cone of the first chamfer 11 is more flared than that of the second chamfer 12.
Ici, le deuxième chanfrein 12 est destiné à être en contact avec une face d’obturation d’une soupape d’échappement pour couper la communication entre le conduit d’échappement et la chambre de combustion. Autrement dit, le deuxième chanfrein 12 sert d’appui pour la soupape d’échappement en position de fermeture.Here, the second chamfer 12 is intended to be in contact with a closing face of an exhaust valve to cut the communication between the exhaust duct and the combustion chamber. In other words, the second chamfer 12 serves as a support for the exhaust valve in the closed position.
Dans cet exemple, le deuxième chanfrein 12 est le dernier chanfrein de la série 10.In this example, the second chamfer 12 is the last chamfer in the 10 series.
Le tronçon courbe 13 est disposé à la suite de la série de chanfreins 10, et précisément à la suite du deuxième chanfrein 12.The curved section 13 is arranged after the series of chamfers 10, and precisely after the second chamfer 12.
Le tronçon courbe 13 est délimité par une surface de révolution qui est générée par la rotation d’un arc de cercle C autour de l’axe principal X-X’. Dans l’exemple illustré, l’arc de cercle C présente une extrémité amont 131 et une extrémité avale 132.The curved section 13 is delimited by a surface of revolution which is generated by the rotation of an arc of a circle C around the main axis X-X'. In the example illustrated, the arc of a circle C has an upstream end 131 and a downstream end 132.
L’extrémité amont 131 est formée d’un point de rencontre entre la droite génératrice secondaire D2 et l’arc de cercle C alors que l’extrémité aval 132 est situé dans un plan L passant par la jonction 4 entre la partie usinée 21 et la partie brute 22 du conduit d’échappement.The upstream end 131 is formed from a meeting point between the secondary generating line D2 and the arc of a circle C while the downstream end 132 is located in a plane L passing through the junction 4 between the machined part 21 and the raw part 22 of the exhaust duct.
Selon l’invention et comme dans l’exemple illustré, l’arc de cercle C est conçu de façon que l’extrémité amont 131 soit un point de contact entre une première tangente P et l’arc de cercle C. La particularité de la première tangente P est qu’elle est alignée avec la droite génératrice secondaire D2. Décrit autrement, le prolongement de la droite génératrice secondaire D2 vers l’axe principal X-X’ est tangent à l’arc de cercle C au niveau de l’extrémité amont 131.According to the invention and as in the example illustrated, the arc of a circle C is designed so that the upstream end 131 is a point of contact between a first tangent P and the arc of a circle C. The particularity of the first tangent P is that it is aligned with the secondary generating line D2. Described otherwise, the extension of the secondary generating line D2 towards the main axis X-X' is tangent to the arc of circle C at the level of the upstream end 131.
Quant à l’extrémité avale 132, celle-ci est un point de contact entre une deuxième tangente D3 et l’arc de cercle C. Ici, la deuxième tangente est la droite génératrice D3 du tronçon cylindrique 220 de la partie brute 22 du conduit d’échappement. Décrit d’une autre manière, au niveau de l’extrémité avale 132, l’arc de cercle C est perpendiculaire au plan L passant par la jonction 4 entre la partie usinée 21 et la partie brute 22.As for the downstream end 132, this is a point of contact between a second tangent D3 and the arc of a circle C. Here, the second tangent is the generating line D3 of the cylindrical section 220 of the raw part 22 of the duct exhaust. Described another way, at the level of the downstream end 132, the arc of a circle C is perpendicular to the plane L passing through the junction 4 between the machined part 21 and the raw part 22.
De cette manière, la continuité entre la partie avale du tronçon courbe 13 avec le tronçon cylindrique 220 est assurée. On évite donc l’apparition d’un décrochement au niveau de la jonction entre le siège de soupape 1 et la partie brute 22.In this way, the continuity between the downstream part of the curved section 13 with the cylindrical section 220 is ensured. This therefore avoids the appearance of a recess at the junction between the valve seat 1 and the raw part 22.
D’un point de vue géométrique, l’arc de cercle C fait partie d’un cercle de centre O et de rayon R. Comme illustré sur la figure 2, le centre O du cercle est situé dans le plan L passant par la jonction 4. Entre les extrémités amont et aval 131 et 132, l’arc de cercle C présente une étendue angulaire γ.From a geometric point of view, the arc of a circle C is part of a circle with center O and radius R. As illustrated in figure 2, the center O of the circle is located in the plane L passing through the junction 4. Between the upstream and downstream ends 131 and 132, the arc of a circle C has an angular extent γ.
Le siège de soupape 1 tel que décrit permet d’optimiser l’écoulement du flux de gaz circulant dans le conduit d’échappement, en particulier au niveau de la sortie du siège lors de la faible levée de la soupape. Il diminue fortement les décollements d’air à ce niveau, ce qui permet de conserver une bonne perméabilité du conduit d’échappement.The valve seat 1 as described makes it possible to optimize the flow of the flow of gas circulating in the exhaust duct, in particular at the level of the outlet of the seat when the valve lift is low. It greatly reduces air separation at this level, which makes it possible to maintain good permeability of the exhaust duct.
Bien entendu, diverses modifications et/ou améliorations évidentes pour l'homme du métier peuvent être apportées au mode de réalisation décrit précédemment dans la présente description sans sortir du cadre de l'invention.Of course, various modifications and/or improvements obvious to those skilled in the art can be made to the embodiment described previously in the present description without departing from the scope of the invention.
Par exemple, le siège de soupape peut être une pièce distincte du conduit d’échappement. Dans ce cas, le siège de soupape peut être rapporté au conduit d’échappement et inséré dans un logement qui lui est dédié. Le logement doit être conçu de manière à pouvoir assurer une continuité entre la surface du tronçon courbe et la surface du tronçon cylindrique adjacent.For example, the valve seat may be a separate part from the exhaust duct. In this case, the valve seat can be attached to the exhaust duct and inserted into a housing dedicated to it. The housing must be designed in such a way as to be able to ensure continuity between the surface of the curved section and the surface of the adjacent cylindrical section.
La série de chanfreins peut comporter plus que deux chanfreins. Par exemple, elle peut comporter trois chanfreins ayant des angles d’ouverture différents et des étendues axiales différentes.
The series of chamfers can include more than two chamfers. For example, it may comprise three chamfers having different opening angles and different axial extents.
Claims (7)
ledit siège de soupape (1) étant caractérisé en ce que:
- le siège de soupape (1) comprend en outre un tronçon courbe (13) disposé à la suite de la série de chanfreins (10);
- ledit tronçon courbe (13) est délimité par une surface de révolution (S) qui est générée par la rotation d’un arc de cercle (C) autour de l’axe principal (X-X’),
- ledit arc de cercle (C) s’étend entre une extrémité amont (131) et une extrémité avale (132), ladite extrémité amont (131) étant un point de rencontre entre l’arc de cercle (C) et la droite génératrice secondaire (D2), et l’extrémité avale (132) étant destinée à former un point tangent entre l’arc de cercle (C) et une droite génératrice (D3) d’un tronçon sensiblement cylindrique (220) du conduit d’échappement (2) adjacent au tronçon courbe (13).Valve seat (1) for exhaust duct (2) having a main axis (X-X') and comprising a series of chamfers (10) composed of at least two successive chamfers (11, 12) and having different opening angles (α, β), the last chamfer (12) of the series of chamfers (10) being obtained by the rotation of a secondary generating line (D2) around the main axis (X-X '),
said valve seat (1) being characterized in that:
- the valve seat (1) further comprises a curved section (13) arranged following the series of chamfers (10);
- said curved section (13) is delimited by a surface of revolution (S) which is generated by the rotation of an arc of a circle (C) around the main axis (X-X'),
- said arc of a circle (C) extends between an upstream end (131) and a downstream end (132), said upstream end (131) being a meeting point between the arc of a circle (C) and the generating line secondary (D2), and the downstream end (132) being intended to form a tangent point between the arc of a circle (C) and a generating line (D3) of a substantially cylindrical section (220) of the exhaust duct (2) adjacent to the curved section (13).
- la droite génératrice secondaire (D2) est inclinée vers l’axe principal (X-X’) et forme avec ledit axe un angle d’ouverture secondaire (β);
- la série de chanfreins (10) comprend un premier chanfrein (11) obtenu par la rotation d’une droite génératrice primaire (D1) autour de l’axe principal (X-X’), ladite droite génératrice primaire (D1) étant inclinée vers l’axe principal (X-X’) et formant avec ledit axe un angle d’ouverture primaire (α); et
- ledit angle d’ouverture primaire (α) est supérieur à l’angle d’ouverture secondaire (β).Valve seat (1) according to Claim 1 or according to Claim 2, characterized in that:
- the secondary generating line (D2) is inclined towards the main axis (X-X') and forms with said axis a secondary opening angle (β);
- the series of chamfers (10) comprises a first chamfer (11) obtained by the rotation of a primary generating line (D1) around the main axis (X-X'), said primary generating line (D1) being inclined towards the main axis (X-X') and forming with said axis a primary opening angle (α); And
- said primary opening angle (α) is greater than the secondary opening angle (β).
- un conduit d’échappement (2) débouchant dans la chambre de combustion et comprenant le tronçon sensiblement cylindrique (220), et
- un siège de soupape (1) selon l’une des revendications précédentes et disposé au niveau du débouché du conduit d’échappement de manière à ce que le tronçon sensiblement cylindrique (220) du conduit d’échappement (2) soit adjacent au tronçon courbe (13) du siège de soupape (1).Internal combustion engine cylinder head provided to close the end of a cylinder forming a combustion chamber, the cylinder head comprising:
- an exhaust duct (2) opening into the combustion chamber and comprising the substantially cylindrical section (220), and
- a valve seat (1) according to one of the preceding claims and arranged at the outlet of the exhaust duct so that the substantially cylindrical section (220) of the exhaust duct (2) is adjacent to the section curve (13) of the valve seat (1).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1913037A FR3103515B1 (en) | 2019-11-21 | 2019-11-21 | EXHAUST VALVE SEAT WITH AN OPTIMIZED AERODYNAMIC PROFILE |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1913037A FR3103515B1 (en) | 2019-11-21 | 2019-11-21 | EXHAUST VALVE SEAT WITH AN OPTIMIZED AERODYNAMIC PROFILE |
| FR1913037 | 2019-11-21 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3103515A1 true FR3103515A1 (en) | 2021-05-28 |
| FR3103515B1 FR3103515B1 (en) | 2022-11-11 |
Family
ID=69700073
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR1913037A Active FR3103515B1 (en) | 2019-11-21 | 2019-11-21 | EXHAUST VALVE SEAT WITH AN OPTIMIZED AERODYNAMIC PROFILE |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR3103515B1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1944476A1 (en) | 2007-01-11 | 2008-07-16 | Peugeot Citroën Automobiles Sa | Valve seat machined in two off-centre chamfers |
| JP2010090827A (en) * | 2008-10-09 | 2010-04-22 | Honda Motor Co Ltd | Cylinder head for engine equipped with internal egr mechanism |
| CN205154289U (en) * | 2015-11-13 | 2016-04-13 | 重庆小康工业集团股份有限公司 | Engine valve assembly |
| CN205532757U (en) * | 2016-04-29 | 2016-08-31 | 宁波金鑫粉末冶金有限公司 | Diesel engine arranges valve seat insert |
-
2019
- 2019-11-21 FR FR1913037A patent/FR3103515B1/en active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1944476A1 (en) | 2007-01-11 | 2008-07-16 | Peugeot Citroën Automobiles Sa | Valve seat machined in two off-centre chamfers |
| JP2010090827A (en) * | 2008-10-09 | 2010-04-22 | Honda Motor Co Ltd | Cylinder head for engine equipped with internal egr mechanism |
| CN205154289U (en) * | 2015-11-13 | 2016-04-13 | 重庆小康工业集团股份有限公司 | Engine valve assembly |
| CN205532757U (en) * | 2016-04-29 | 2016-08-31 | 宁波金鑫粉末冶金有限公司 | Diesel engine arranges valve seat insert |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR3103515B1 (en) | 2022-11-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1957787B1 (en) | Air supply distributor for an internal combustion engine | |
| EP2108788B1 (en) | Internal combustion engine comprising intake conduits machined on a chamfer | |
| EP1944476B1 (en) | Valve seat machined in two off-centre chamfers | |
| FR2910541A1 (en) | Gas intake system for e.g. direct injection petrol engine, has wheel ramp arranged in gas intake conduit at level of concave side and placed near valve seat, where wheel ramp is obtained by molding in sand core mold | |
| FR3103515A1 (en) | EXHAUST VALVE SEAT WITH AN OPTIMIZED AERODYNAMIC PROFILE | |
| FR2707340A1 (en) | Ring forming a valve seat for a mixture intake valve of an internal combustion engine | |
| EP1493910A1 (en) | Induction system with orientation means for directing gases tangentially to the swirl motion | |
| EP1957788A1 (en) | Improved air supply distributor for an internal combustion engine | |
| EP1591642A1 (en) | Air intake system containing an opening provided with a notch to confer a swirling movement on intake gases | |
| EP1215377B1 (en) | System for admitting gas into a combustion chamber , the inlet conduit having a ridge | |
| EP1640567A1 (en) | Engine comprising a cylinder head with at least one inlet duct | |
| EP3601855B1 (en) | Valve for regulating a fluid flow rate | |
| FR2924165A3 (en) | Engine block's cylinder head for e.g. diesel engine, has inlet conduit including inner surface having wheel that is turned opposite to support plan of head's lower face and is linked to work areas to form edge toward inner side of conduit | |
| FR2889247A3 (en) | Tumble or swirl movement type variable aerodynamic generating device for e.g. diesel engine, has cylinder head with ducts, where one duct includes aerodynamic generating part having oval shape or in form of annular section | |
| FR2916798A3 (en) | Anti-reflux valve seat for intake duct of cylinder head of average cylinder capacity diesel engine, has lateral surface with impact surfaces for chamfers, where impact surfaces are oriented in same manner as that of lower surface | |
| EP0263744B1 (en) | Profiled preheating plug for air-compressing engines | |
| EP1944477B1 (en) | Valve seat machined in several chamfers | |
| FR2890120A3 (en) | Diesel internal combustion engine`s cylinder head, has deviation valve deviating gas flow to cooperate with head, to reduce section of gas passage from rear zone till front zone by forcing outlet of gas flow by rear zone | |
| FR2467972A1 (en) | Valve for IC engine - has seat and heat shaped to give coanda effect flow without turbulence | |
| FR3094041A1 (en) | Intake duct optimized for direct injection diesel engine | |
| EP3175100B1 (en) | Two-stroke combustion engine of an automotive vehicle with twisted intake ports with lateral straight edges | |
| FR3002282A1 (en) | DERIVATION DRIVE VALVE OF A TURBOCHARGER COMPRISING A CLOSURE BUTTON WITH DEFLECTOR | |
| FR2916234A3 (en) | Axial flow impeller for cylinder head of spark ignition engine, has vanes integrated to end of carrier ring and extended from ring radially in direction of axis of through-opening, where each vane has length of specific millimeter | |
| FR2909716A1 (en) | Internal combustion engine e.g. oil engine, has intake fluid gyration unit including insert with partial circumferential area placed on intrados of curve portion of intake manifold, and intake valve with valve seat for carrying insert | |
| FR3098244A1 (en) | TURBOMACHINE BLADE |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 2 |
|
| PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20210528 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 3 |
|
| CA | Change of address |
Effective date: 20221005 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 4 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 5 |