JPS5825508A - とくに内燃機関の吸気バルブ及び排気バルブのバルブ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、パルプに関するものであシとくに内燃機関
もしくは同様の作動シリンダの吸気パルプ又は排気パル
プに関するものである。

内燃機にの吸気パルプ、排気バルブ及ヒバルプ駆動につ
いてとくにその構造についてはよく知られている。

パルプはシリンダヘット°又はシリンダふたの中にある
。円板パルプもその一つであるバルブ本体及びパルプシ
ャアトは一片の単一体に鋼鉄から作シだされる。その単
一体は回転体であシそしてその縦軸方向に前後運動でき
る。二つの反対側の互に平行になっているパルプのシー
リング表面は円錐台状の表面である。円板パルプは閉時
間の間、圧縮スプリングの力によって固定されたシーリ
ング表面に対しパルプのシーリング表面を圧迫している
。

円板パルプ中の熱は閉時間の開田錐台状バルブシートを
通して水又は空気によ〕冷却されたシリンダヘッドに導
かれる。この熱誘導はとくに大きくはない。すなわち、
バルブ本体は熱を伝導するかもしくはそのようなパルプ
は熱的に高い負荷要量のあるものでない。

パルプ駆動の揺シてこ又は同類物とパルプシャフトとの
間に一つの隙間が保たれること、そして例えば異なる熱
膨張の際にはバルブ駆動とシリンダヘット°との間に一
つの隙間が保たれること。閉時間の間円板パルプは固定
されたシーリング表面に対して円板パルプのシーリング
表面と事実上圧迫されていること、もしくは充分に堅く
びったシと合っていること、そのためにすくなくとも上
述の特に大きくない熱誘導が達成されることがとくＶｃ
ｌ！Ｅ求されるのである。この隙間によって揺すてこ又
は同類物の衝突の際パルプの開きではパルプシャフトに
、ざらに円板パルプの衝突の際、パルプの閉じではバル
ブシートに非常に高い加速力を生ずるのである。このこ
とハ結果としてパルプの大きな機械的負荷及びいちぢる
しいノイズ発生となる。

さらに流れの問題が発生する。しかも円板パルプの前、
後に混乱を生じ、ざらにジーゼルエンジンでは吸気パル
プから燃焼室の中へ円錐形の液体−空気の流れはオツド
式サイクルエンジンでは円錐形の混合の流れはしばしば
このましくない。

発明による課題は隙間を減少させ又は取除きその上大き
な熱負荷容量を得て、上述の流れの問題を少なくとも一
部分は解決することのできる／（ルブな創造することで
ある。

この課題は本発明によればＩＦ！ｆＰ請求の範囲゛第１
項記載によシ解決される。

このシリンダ状のシーリング表面に関して、同時に案内
表面でオシ、そのシリンダ軸は）くルブ本体の運動方向
に伸びている。バルブ本体が一つのバルブシートに置か
れなくともよいので先述の隙間は減少し又は取シ除れる
Ｉ加速尖端及び高い打撃力は減少し又は回避する。した
がってセラミックの使用は本質的に軽減する。セラミッ
ク材料の高度の熱安定性のためにごくわずかの熱誘導が
セラミックパルプ本体に要求される。このことはシリン
ダ状表面として反対側のシーリング表面が仕上され、そ
のシリンダ軸をバルブ本体の運動方向に伸びさせること
を可能としている。セラミックパルプ本体は非常に高温
度に対しても使用でき、パルプ本体又はパルプの熱的も
しくは熱負荷容量は先述の場合よシ大きい。亦セラミッ
ク材料の使〜 用によってすくなくともバルブ本体に対して二ｙジンシ
リンダーの中の燃焼温度は上昇する。ざらにセラミック
材料の熱膨張係数は特に炭化ケイ素ＳＩＣ又は窒化ケイ
素Ｓ　ｌｔ’ｊ　Ｎ４４のそれは小ざく高温［Ｋ於いて
パルプは良好に密着する。さらに円錐台状のシート表面
がなくとも、流体が望ましい自由に選択された方向にパ
ルプから燃焼室の中へ流出せしめることを容易にする。

さらにバルブ本体は出来る限シ僅小の乱れが流入流体も
しくは流出流体に生ずるようたやすく加工できる。例え
ば燃焼室において流れに好都合なようにふくらみをつけ
て仕上げることができもかぐのごとき拡大にもかかわら
ず、バルブ本体がセラミック材料からつくられるので、
大きな熱吸収によって熱的に負担をかけ過ぎることはな
い。

発明の有利な構成及び発展はとくに従属の特許請求の範
囲から明らかである。

本発明の有利な構成態様とその実施態様は特許請求の範
囲第コ項よ巾第１１項に記載されたものから明らかであ
る。

特許請求の範囲第コ項の記１ｃＫよ）ノ（ルブ本体が各
々場合において）（ルプシャ７トの）くルプ本体から幾
分遠くはなれたてとシつけする際には、制限力く通路表
面もしくは固定されたシＩＩンダ状のシー１１ング表面
の中に流入することを確実にするものである。特許請求
の範囲第３項によれば非常に簡単なパルプ構造を与えて
いる。特許請求の範囲第弘項の場合において相対的に僅
小な乱れが前述の球根状パルプ本体に生じ、球根状ノく
ルブ本体は燃焼室の中でとらみつけられている。特許請
求の範囲第３項又は第μ項の場合において流体はノ（ル
ブが開いている時にはバルブ本体のまわシを流れ、特許
請求範囲第１項の場合にはシリンダ本体によυ通り流れ
る。中学のシリンダ本体では特許請求の範囲第５項によ
れば吸気（流入）方向及び排気（流出）方向をことなっ
た様７．相イで種々かえて確定する可能性がある。開口
部の配置はとくに％許請求の範囲第６項及び同じ、く第
７項に与えられている。吸気パルプ又は排気パルプの中
空シリンダ本体は、しかし例えば燃焼室側に単一たとえ
ば大きな開口部のヘッドにそして壁の他の側では各閉じ
開口のすの周囲に有し、・シリンダ本体の囲シに開口部
が３６０°にわたシ均斉のとれた状態で分配されている
。特許請求の範囲第７項（吸気パルプ）によれば燃焼室
において流体の回転運動はらせん流れになるのは好都合
であシ特に重要である。こりものは内部に相対的に軽い
燃焼ガスがあシ、一方それは外部には相対的に冷却され
た燃焼に関与する空気を有し、単位ａｎの熱量のエンジ
ンを生ずる。特許請求の範囲第、を項によれば燃焼室は
良好Ｉ／ｃｆＩｌｊ閉される、その構成は特許請求の範
囲第り項によればバルブ本体の重量軽減に役立っている
。

特許請求の範囲第１Ｏ項によればパルプリング又はパル
プ管はとくにセラミック材料からなる。バｋ　フ１７ン
クモシくはパルプ管はシリンダヘッドに堅く取シつけら
れている。特許請求の範囲第１／項に対して閉じた吸気
パルプ又は排気パルプのｉ１内燃徴＠にバルブ本体を位
置をかえたシもしくは運転すると、燃焼の間燃焼室の大
きさは燃焼圧力もしくは経過に影響して変化する可能性
がある。

バルブ本体及びその他の部分はとくに炭化ケイ素ＳＩＣ
又は窒化ケイ素Ｓ　ｉ　ｓ４．Ｎ４　からなっている。

しかし、酸化アルミニウムＡ　ｌｔ、Ｏ，や酸化マグネ
シウムＭｇＯのような酸化物からもつくられる。

パルプシャフトの外径はすくなくとも特許請求の範囲第
３項及び第参項の場合ではシリンダ状シーリング表面の
直径よシ小さい。

特許請求の範囲第３項及び同じく第グ項によればパルプ
及び同じようなバルブ本体を有するパルプはその通路の
断面が燃焼室の内部もしくは内燃機関の作動シリンダの
内部にあるということになる。しかしながら１．このパ
ルプは通路の断面が燃焼室の外側もしくはこの室内にあ
るということにもなる。

本発明に、よるパルプはとくに内燃機関の吸気パルプで
Ｔｏシ、そして排気パルプである。

一般に本発明は内燃機関の際に一直線の前後運動する作
動ピストンとくにジーゼルエンジン及びオツド式エンジ
ンに応用される。

本発明によるパルプは例えば容器、管又は他の熱エンジ
ン又は機械例えばターボ過給器の際にはバイパスパルプ
として設けられる。パルプ本体のｑ＃許請求の範囲第７
項よ）第１／項のまでのものはセラミック材料よ構成る
。しかしそれはこの出願の範囲の中に特許請求の範囲第
７項から第１０項までのパルプに対してバルブ本体の二
つの上述の部分を他の材料とくに金属からなること、そ
して特許請求の範囲第１項ρ二つの反対側のシーリング
表面がシリンダ状である他の特徴及び特許請求の範囲第
一項から第７０項までの記載を含むも。

のも請願されている。

発明によるパルプの実施例は図において簡単゛にされて
いる。そしてそのつどシリンダ状シーリング表面のシリ
ンダ軸を含む縦断面を示してい名。

このパルプは各々吸気パルプであり亦排気パルプでもあ
るｂ 第７図は完全に閉じた円板パルプを示している。

第一図は完全に閉じた球根状に構成されたバルブ本体を
もつパルプを示している。

第３図と第参図は、バルブ本体として中空シリンダ本体
をもつパルプを示し、第３図によるパルプは完全に閉じ
られてｉシ、第参図によるパルプは完全に開いている。

第７図に、よる円板パルプ１３はセラミックパルプ本体
である。このものは外側にシリンダ状シーリング表面１
４を持つ、このものはシリンダ状のシーリング表面１５
に位置している。シーリング表面１５はパルプリング１
６に設けられている。

ヲソのシーリング表面１４に設けている。パルプリング
１６はすくなくとも排気パルプの場合には同時にセラ２
ツク材料からな夛、燃焼室１８に接続するシリンダヘッ
ド２０の隙間１９の中に位置している。パルプ）Ｊフグ
１６の代力にバルブ管２２が応用される。バルブ管２２
はシリンダヘッド２０の中にはめこまれそして同時に燃
焼室１８に接続する。パルプリング１６又はバルブ管２
２は吸気口表面２３を持ち、吸気口表面２３はそのシリ
ンダ状のシーリング表面１５にびったシと合っていて燃
焼室１８Ｋまで円錐形のテーパをもって拡がシ開口２１
を有する燃焼室１８に終っている。

第２図によるセラミック製のバルブ本体２４は環状の、
相対的によシ大きい直径のところで縦軸に対してこの直
径領域ではみじかいシリンダ状のシーリング表面２５を
有する球根状物体である。

固定されたシリンダ状のシーリング表［２６１ｆシリン
ダヘツト°２０によって構成され、シリンダへ７）”２
０は吸気表ＷＪ２３を持っている。バルブ本体２４は重
量節減のために内部に球根状の中空室２７を持ち、バル
ブ本体２４は球根群によシ流れに好都合なふくらみ２８
を持っている。ふくらみ２８は特に流れを好都合にして
いる。それば燃焼室１Ｂの中央の尖端に流れ出るように
形成されている。逆のふくらみ２９も亦非常に流れを好
都合にしていゐ。そしてこのふくらみはパルプシャフト
１２において先端を細くなるという特徴がある。

バルブ本体２４を紡鍾形の物体Ｋｆｉすこともできる。

第７図及び第２図によればバルブ本体１３もしくは２４
はパルプの開口に燃焼室１８内に設けられている。

中空のセラミック製シリンダ本体３０は第３図及び第参
図によ〕同軸のシリンダ状のパルプの流体から流れる内
部室３１と二つの周囲の壁に穴又は開口部３２及び３３
を吸気用及び排気用して持っている。シリンダ本体３０
は壁３４の穴の中にびった〕としてみちびかれその穴の
表面は固定されたシリンダ状のシーリング＊１ｆｆ３６
でア）、シリンダ本体３０の周囲に他のシーリング表面
３５が形成される。開口部３２と３３は／　ｌｒ　００
互にはなれて配置され、その開′口はよシ小ざい角度又
は互に置き換えずに配置される。開口部３２．３３は角
度的に互に置き換えたシ又は置き換えたシせず軸上ある
距離互に離れて配置される。パルプの完全に開いた位置
（第参図）Ｋで両方ともそれは完全に開の状態にある。

即ち軸に対して壁３４の外にとシつけられていて、開口
部３２は壁３４の一方の側に開口部３３は壁３４の側に
位置している。パルプの完全に閉じた位置において開口
部３３は完全に穴３６の中にあシ流体の流入と流出は幾
分シリンダ軸１０に対して垂直に行われる。吸気パルプ
の際、シフ１ンダ本体３０の周囲の壁の内に流体の流出
のために設けられた開口部３３が燃焼室１８の中へらせ
ん流れを可能とする。開口部３２の代シに又は開口部３
２に対して軸に平行な開口３８をパルプシャ７）１２に
位置す基シリンダ本体３０の前置３７に設けることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の完全に閉じた円板パルプを示す図、第
２図は本発明の球根形に構成したパルプ本体をもつ完全
に閉じたパルプを示す図、第３図及び第参図はパルプ本
体として中空シリンダ本体を有するパルプであシ、第３
図のパルプは完全に閉じられ、第参図のパルプは完全に
開いた図である。 １０・・・・・・シリンダ軸、１２・・・・・・パルプ
シャフト、１３・・・・・・円板パルプ、１４・・・・
・・ノ（ルプのシーＩＪング表面、１５・・・・・・パ
ルプのシーＩＪング表面、１６・・・・・・環、１７・
・・・・・ラビリントノくツキング環切夛こみ、１８・
・・・・・燃焼室、２１・・・・・・開口、２２・・・
・・・管、２３・・・・・・円錐形吸気口表面、２４・
・・・・・）（ルブ本体、３０・・・・・・中空シリン
ダ本体、３２・・・・・・吸気開口部、３３・・・・・
・排気開口部、３４・・・・・・壁、３６・・・・・・
穴、３８・・・・・・吸気開口部、３９・・・・・・ヘ
ット°。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ　パルプの相反する側のシーリング表面１４．１５を
   有するパルプの部分１３．１６の）（ルブ本体１３は、
   セラミック材料からなり、シーリング表面１４゜１５は
   シリンダ状の表面であることを特徴とするとくに内燃機
   構の吸気バルブ又は排気パルプの／（ルブ装置。 ユ　固定されたシリンダ状シーリング表面２６に固定さ
   れたゆ弱い円錐形の吸気口表面２３が接続することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載のパルプ装置。 ３　パルプ本体がシリンダ状シーリング表面１４を有す
   る円板パルプ１３であることを特徴とする特許請求の範
   囲第２項又は第一項記載のパルプ装置。 弘　バルブ本体２４がシリンダ状のシーリング表面２５
   を有する球根状に構成されることを特徴とする特許請求
   の範囲第７項又は第２項記載のパルプ装置。 よ　バルブ本体はすくなくとも流体に対して一つの吸気
   開口部３２．３８及びすくなくとも一つの排気開口部３
   ３を有し壁３４の穴３６を備えた中空シリンダ本体３０
   でＴｏ＃）、その際開口部３・３もしくはこの両方の開
   口状態の開口部はシリンダ本体３０の周囲に設けられ、
   シリンダ状本体の密封運動によシ穴３６の中に於いて完
   全に可動であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載のパルプ装置。 ム　他のこの両方の開口状態の開口部３２もしくは開口
   部３８が中空シリンダ本体３０σヘツト”３９及び／又
   は周囲に設けられていることを特徴とする特許請求の範
   囲第３項記載のパルプ装置。 ２　中空シリンダ本体３０が流体に対してただ単一の排
   気開口部３３をそしてこのものをその周囲に持つことを
   特徴とする特許請求の範囲第３項記載又轄第Ｓ項及び第
   ６項記載のパルプ装置。 ｇ　シリンダ軸１０の方向に両方のシリンダ状シーリン
   グ表面１４．１５の一方１４に連続して９ながるラビリ
   ントパッキング墳切シ欠き１７を設けたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第７項記載から第７項記載までのパル
   プ装置。 デ　パルプ本体２４が中空に構成されることを特徴とす
   る特許請求の範囲第７項、第参項又は第２項記載の２（
   ルプ装置。 ＩＱ、　　固定されたシリンダ状シーリング表面１５を
   持つ部分が１１１８又は管２２であることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項から第り項までの記載のパルプ装
   置。 ／ｌ　閉じられたパルプの際燃焼室１８の大きさ等燃焼
   圧力の影響に対してバルブ本体２４の可動性もしくは制
   御性を縦に変化することを特徴とする特許請求の範囲、
   第７項から第、１０項までの記載による内燃機稠の吸気
   パルプ又は排気パルプ。