NO336985B1 - Inlet valve for an engine - Google Patents
Inlet valve for an engine Download PDFInfo
- Publication number
- NO336985B1 NO336985B1 NO20140690A NO20140690A NO336985B1 NO 336985 B1 NO336985 B1 NO 336985B1 NO 20140690 A NO20140690 A NO 20140690A NO 20140690 A NO20140690 A NO 20140690A NO 336985 B1 NO336985 B1 NO 336985B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- valve
- valve seat
- seat
- underside
- accordance
- Prior art date
Links
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 44
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 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
-
- 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
- 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
- F01L3/20—Shapes or constructions of valve members, not provided for in preceding subgroups of this group
-
- 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
Innløpsventil (110) for en sylinder i en forbrenningsmotor, omfattende en øvre ventilspindel (112) og et nedre skiveformet ventilsete (114) med en lineær og skrå ytre seteflate (116), hvor ventilsetet (114) er videre i tverrsnitt enn ventilspindelen (112), og hvor ventilsetet (114) og ventilspindelen (112) konvergerer i et overgangsområde (118) mellom de to deler, hvor ventilsetet (114) omfatter en ellipsoidisk strømningsskilleflate (120) som løper nedstrøms fra en ende av seteflaten (116) til en underside (124) av ventilsetet (114).Inlet valve (110) for a cylinder in an internal combustion engine, comprising an upper valve stem (112) and a lower disc shaped valve seat (114) with a linear and inclined outer seat surface (116), the valve seat (114) being further in cross section than the valve stem (112) ), and wherein the valve seat (114) and valve spindle (112) converge in a transition region (118) between the two portions, wherein the valve seat (114) comprises an ellipsoidal flow interface (120) running downstream from one end of the seat surface (116) to a underside (124) of valve seat (114).
Description
Den foreliggende oppfinnelse vedrørende en innløpsventil for en sylinder i en forbrenningsmotor, omfattende en øvre ventilspindel og et nedre skiveformet ventilsete med en lineær og skrå seteflate, hvor ventilsetet er videre i tverrsnitt enn ventilspindelen og hvor ventilsetet og ventilspindelen konvergerer i et overgangsområde mellom de to deler. The present invention relates to an inlet valve for a cylinder in an internal combustion engine, comprising an upper valve stem and a lower disk-shaped valve seat with a linear and inclined seating surface, where the valve seat is wider in cross-section than the valve stem and where the valve seat and the valve stem converge in a transition area between the two parts .
Hovedfokus for oppfinnelsen er å undersøke forskjellige ventilgeometrier for å øke massestrømningen inn i en motors sylinder, ved en bestemt geometri av innløps-porten. Ved å øke masseinnstrømningen er det mulig å oppnå ytterligere trykk i sylinderen, noe som er meget fordelaktig. The main focus of the invention is to investigate different valve geometries to increase the mass flow into an engine's cylinder, at a specific geometry of the inlet port. By increasing the mass inflow, it is possible to achieve additional pressure in the cylinder, which is very advantageous.
Ifølge oppfinnelsen er formen på innløpsventilene forandret. Kort sagt ved at bunndelen av ventilene forandres til en ellipsoidisk form for å skyve skillepunktet nedstrøms og derved oppnå økning av massestrømmen. Det midtre bunnpartiet av ventilene er blitt senket for å danne ellipsoide som har en «jevnere» geometri. Hovedideen er motstandsreduksjon ved passiv geometrijustering. According to the invention, the shape of the inlet valves has been changed. In short, by changing the bottom part of the valves to an ellipsoidal shape in order to push the separation point downstream and thereby achieve an increase in the mass flow. The central bottom part of the valves has been lowered to form an ellipsoid that has a "smoother" geometry. The main idea is resistance reduction by passive geometry adjustment.
Fra patentlitteratur vises til EP 1643087 A1 og som viser en innløpsventil foren sylinder i en forbrenningsmotor, som omfatter en øvre ventilspindel og et nedre skiveformet ventilsete med en lineær og skrå ytre seteflate, og nevnte ventilsete er bredere i tverrsnitt enn ventilspindelen, samt at ventilsetet og ventilspindelen er konvergerende i et overgangsområde mellom de to delene. From patent literature reference is made to EP 1643087 A1 and which shows an inlet valve for a cylinder in an internal combustion engine, which comprises an upper valve stem and a lower disc-shaped valve seat with a linear and inclined outer seating surface, and said valve seat is wider in cross-section than the valve stem, and that the valve seat and the valve stem is converging in a transition area between the two parts.
US 5081965 A viser en innløpsventil med en kurvet flate som løper nedstrøms fra en ende av seteflate til undersiden av ventilsetet, men det er ikke angitt at denne kurvede flaten har en elliptisk form. US 5081965 A shows an inlet valve with a curved surface running downstream from an end of the seat surface to the underside of the valve seat, but it is not indicated that this curved surface has an elliptical shape.
US 2012/0266840 A1 beskriver en eksosventil, der eksosventilen har en sidekant som har en konisk form på undersiden av ventilen. US 2012/0266840 A1 describes an exhaust valve, where the exhaust valve has a side edge that has a conical shape on the underside of the valve.
US 4815706 A viser en eksosventil som har en buelinjet eller krumlinjet kant. US 4815706 A shows an exhaust valve having an arcuate or curvilinear edge.
EP 0024890 A1 viser en eksosventil med en kurve som løper fra en ende av seteflaten til undersiden av ventilsetet, men det er ikke beskrevet at denne kurven skal ha en elliptisk form. EP 0024890 A1 shows an exhaust valve with a curve running from one end of the seat surface to the underside of the valve seat, but it is not described that this curve should have an elliptical shape.
FR 2532360 A1 viser en ventil med en kurve som løper fra en ende av seteflaten til undersiden av ventilsetet. Det er ikke beskrevet at denne kurven skal ha en elliptisk form. FR 2532360 A1 shows a valve with a curve running from one end of the seating surface to the underside of the valve seat. It is not described that this curve should have an elliptical shape.
WO 00/68565 A viser en kurvet flate som løper fra en ende av seteflaten til undersiden av ventilsetet. WO 00/68565 A shows a curved surface running from one end of the seating surface to the underside of the valve seat.
US 6263849 B1 beskriver en ringformet kurve som løper fra en ende av seteflaten til undersiden av ventilsetet. US 6263849 B1 describes an annular curve running from one end of the seat surface to the underside of the valve seat.
De ovennevnte formål oppnås med en ventil ifølge oppfinnelsen hvor ventilsetet omfatter en ellipsoidisk strømningsskilleflate som løper nedstrøms fra en ende av seteflaten til en underside av ventilsetet. The above-mentioned purposes are achieved with a valve according to the invention where the valve seat comprises an ellipsoidal flow separation surface which runs downstream from one end of the seat surface to an underside of the valve seat.
Alternative utførelsesformer er angitt i de uselvstendige krav. Alternative embodiments are specified in the independent claims.
Et skillepunkt for strømmende medium som passerer ventilsetet kan befinne seg på den ellipsoidiske flate som løper til undersiden av ventilsetet. A separation point for flowing medium passing the valve seat may be located on the ellipsoidal surface that runs to the underside of the valve seat.
Det er mulig at et skillepunkt for strømmende medium som passerer ventilsetet befinner seg i et overgangsområde mellom den ellipsoidiske flate som løper til undersiden av ventilsetet og ventilsetets underside. It is possible that a separation point for flowing medium passing the valve seat is located in a transition area between the ellipsoidal surface that runs to the underside of the valve seat and the underside of the valve seat.
Den lineære og skrå ytre seteflate på ventilsetet kan fremstilles av materiale med hard sliteflate. The linear and inclined outer seating surface of the valve seat can be made of material with a hard wearing surface.
I en utførelsesform av oppfinnelsen kan en avstand D1 fra en midtakse av ventilen til et endepunkt av den lineære og skrå ytre seteflate på ventilsetet være større enn en avstand d1 fra midtaksen til et skillepunkt for strømmende medium som passerer ventilsetet på den ellipsoidiske flate som løper til undersiden av ventilsetet. In one embodiment of the invention, a distance D1 from a central axis of the valve to an end point of the linear and inclined outer seating surface of the valve seat can be greater than a distance d1 from the central axis to a separation point for flowing medium passing the valve seat on the ellipsoidal surface running to the underside of the valve seat.
I en annen utførelsesform er det mulig at en avstand D2 fra en midtakse av ventilen til startpunktet for den lineære og skrå ytre seteflate på ventilsetet er større enn en avstand d1 fra midtaksen til et skillepunkt for strømmende medium som passerer ventilsetet på den ellipsoidiske flate som løper til undersiden av ventilsetet. In another embodiment, it is possible that a distance D2 from a central axis of the valve to the starting point of the linear and inclined outer seating surface of the valve seat is greater than a distance d1 from the central axis to a separation point of the flowing medium passing the valve seat on the running ellipsoidal surface to the underside of the valve seat.
Skillepunktet for strømmende medium som passerer ventilsetet på den ellipsoidiske flate som løper til undersiden av ventilsetet kan befinne seg, og fluktuere, mellom nevnte avstander D1 og D2. The separation point for flowing medium that passes the valve seat on the ellipsoidal surface that runs to the underside of the valve seat can be located, and fluctuate, between said distances D1 and D2.
Undersiden av ventilsetet kan være utformet med en elliptisk flate, og hvor et midtre parti av flaten er utformet med en rettlinjet flate. The underside of the valve seat can be designed with an elliptical surface, and where a middle part of the surface is designed with a rectilinear surface.
Undersiden av ventilsetet kan videre omfatte et oppadrettet hulrom hvor midten av hulrommet befinner seg på den samme akse som ventilens midtakse. Det oppadrettede hulrom kan, i tverrsnitt, være konkavt. The underside of the valve seat can further comprise an upwardly directed cavity where the center of the cavity is located on the same axis as the central axis of the valve. The upwardly directed cavity may, in cross-section, be concave.
Den ellipsoidiske flate kan, i et område på undersiden av ventilsetet, konvergere med en flate i det oppadrettede hulrom. The ellipsoidal surface may, in an area on the underside of the valve seat, converge with a surface in the upwardly directed cavity.
Det konvergerende område mellom den ellipsoidiske flate og flaten i det oppadrettede hulrom kan, i tverrsnitt, være konvekst. The converging region between the ellipsoidal surface and the surface of the upwardly directed cavity may, in cross-section, be convex.
Undersiden av ventilsetet kan alternativt omfatte en hovedsakelig lineær flate. The underside of the valve seat may alternatively comprise a substantially linear surface.
En overside av ventilsetet kan, i et område nedstrøms for overgangsområdet mellom ventilspindelen og ventilsetet, omfatte en flate med en vinkel, sammenlignet med en horisontal akse, som er i området mellom 10 og 15° og mer foretrukket ca. 12°±0,5°. An upper side of the valve seat may, in an area downstream of the transition area between the valve stem and the valve seat, comprise a surface with an angle, compared to a horizontal axis, which is in the range between 10 and 15° and more preferably approx. 12°±0.5°.
Oppfinnelsen skal nå forklares ytterligere under henvisning til figurene som viser eksempler på utførelsesformer av oppfinnelsen, hvor: The invention will now be further explained with reference to the figures which show examples of embodiments of the invention, where:
Fig. 1 viser en regulær ventil ifølge kjent teknikk. Fig. 1 shows a regular valve according to known technology.
Fig. 2 viser en første utførelsesform av en ventil ifølge oppfinnelsen. Fig. 2 shows a first embodiment of a valve according to the invention.
Fig. 3-5 viser en andre utførelsesform av oppfinnelsen. Fig. 3-5 show a second embodiment of the invention.
Fig. 6 viser et segment av et ventilsete ifølge oppfinnelsen. Fig. 6 shows a segment of a valve seat according to the invention.
Fig. 7 og 8 viser skjematisk et skillepunkt for en strømning, henholdsvis for en kjent ventil og en ventil ifølge oppfinnelsen. Fig. 9 og 10 viser skjematisk et skillepunkt for en strømning, henholdsvis mellom to kjente ventiler og mellom to ventiler ifølge oppfinnelsen. Fig. 7 and 8 schematically show a separation point for a flow, respectively for a known valve and a valve according to the invention. Fig. 9 and 10 schematically show a separation point for a flow, respectively between two known valves and between two valves according to the invention.
Ventilene ifølge oppfinnelsen kan anvendes til enhver forbrenningsmotor, men er særlig utformet for anvendelse i en motor for forbrenning av mager gass. The valves according to the invention can be used for any internal combustion engine, but are particularly designed for use in an engine for burning lean gas.
I fig. 1 er det vist en regulær kjent innløpsventil 10, med en øvre ventilspindel 12 og et nedre skiveformet ventilsete 14 med en lineær og skrå ytre seteflate 16. Ventilsetet 14 er videre i tverrsnitt enn ventilspindelen 12, og ventilsetet 14 og ventilspindelen 12 konvergerer i et overgangsområde 18 mellom de to partier. Den kjente ventilen 10 omfatter videre en ytre kant eller flate 20 på det skiveformede ventilsete, hvor den ytre kanten 20 er en rett kant parallell med ventilens 10 midtakse 22. Ventilens 10 underside 24 er utformet med en lineær flate som hovedsakelig løper på hele lengden av undersiden. In fig. 1 shows a regular known inlet valve 10, with an upper valve stem 12 and a lower disc-shaped valve seat 14 with a linear and inclined outer seat surface 16. The valve seat 14 is wider in cross-section than the valve stem 12, and the valve seat 14 and the valve stem 12 converge in a transition area 18 between the two parties. The known valve 10 further comprises an outer edge or surface 20 on the disc-shaped valve seat, where the outer edge 20 is a straight edge parallel to the central axis 22 of the valve 10. The underside 24 of the valve 10 is designed with a linear surface which mainly runs along the entire length of the underside.
I fig. 2 er det vist en første utførelsesform av en innløpsventil 110 ifølge oppfinnelsen. Innløpsventilen 110 omfatter, tilsvarende til den kjente ventil, en øvre ventilspindel 112 og et nedre skiveformet ventilsete 114 med en lineær og skrå ytre seteflate 116. Ventilsetet 114 er videre i tverrsnitt enn ventilspindelen 112, og ventilsetet 114 og ventilspindelen 112 konvergerer i et overgangsområde 118 mellom det to deler. Imidlertid kan overgangsområdets 118 kurvatur ha en mindre radius sammenlignet med den kjente ventil. Ventilens 110 underside er hovedsakelig utformet med en lineær flate. Oversiden 114a av ventilsetet 114 er fortrinnsvis utformet så flat som mulig. For eksempel kan oversidens 114a vinkel, sammenlignet med en horisontal akse, være i et område på 10-15° og mer foretrukket ca. 12°±0,5°. In fig. 2 shows a first embodiment of an inlet valve 110 according to the invention. The inlet valve 110 comprises, corresponding to the known valve, an upper valve stem 112 and a lower disc-shaped valve seat 114 with a linear and inclined outer seat surface 116. The valve seat 114 is wider in cross-section than the valve stem 112, and the valve seat 114 and the valve stem 112 converge in a transition area 118 between the two parts. However, the curvature of the transition area 118 may have a smaller radius compared to the known valve. The underside of the valve 110 is mainly designed with a linear surface. The upper side 114a of the valve seat 114 is preferably designed as flat as possible. For example, the angle of the upper side 114a, compared to a horizontal axis, can be in a range of 10-15° and more preferably approx. 12°±0.5°.
Den ytre buede flaten på det skiveformede ventilsete 114 omfatter en ellipsoidisk strømningsskilleflate 120 som løper nedstrøms fra en ende 134b (fig. 6) av seteflaten 116 til ventilsetets 114 underside 124. Anvendelse av en ellipsoidisk geometri på den ytre flate 120 kan også senke undersiden av ventilen 110 sammenlignet med kjente ventiler 10. Som vist i fig. 1 og 2 er høyden h1 mellom undersiden 124 og et endepunkt av den lineære og skrå ytre seteflate 116 større enn den tilsvarende høyde h2 i den kjente ventil 10. I et eksempel på en utførelsesform kan høyden h1 svare til h2 +5 mm. Derved dannes et ellipsoidisk ryggendeparti av ventilen, som har en «jevnere» geometri ved kanten av ventilen. Anvendelse av en ellipsoidisk form vil forskyve skillepunktet for strømmende medium nedstrøms og derfor øke massestrømningen. Det strømmende medium kan være luft eller en blanding av gasser. The outer curved surface of the disc-shaped valve seat 114 includes an ellipsoidal flow separation surface 120 that runs downstream from an end 134b (Fig. 6) of the seat surface 116 to the underside 124 of the valve seat 114. Applying an ellipsoidal geometry to the outer surface 120 can also lower the underside of the valve 110 compared to known valves 10. As shown in fig. 1 and 2, the height h1 between the underside 124 and an end point of the linear and inclined outer seat surface 116 is greater than the corresponding height h2 in the known valve 10. In an example of an embodiment, the height h1 may correspond to h2 +5 mm. Thereby, an ellipsoidal rear part of the valve is formed, which has a "smoother" geometry at the edge of the valve. Application of an ellipsoidal shape will shift the separation point of the flowing medium downstream and therefore increase the mass flow. The flowing medium can be air or a mixture of gases.
Som vist i fig. 6 befinner et skillepunkt 126 for strømmende medium som passerer ventilsetet 114 seg fortrinnsvis på den ellipsoidiske flate 120 som løper til undersiden av ventilsetet. Skillepunktet 126 kan også befinne seg i et overgangsområde 132 mellom den ellipsoidiske flate 120 som løper til undersiden av ventilsetet og undersiden 124 av ventilsetet. Under anvendelse av ventilen ifølge oppfinnelsen vil skillepunktet vanligvis fluktuere og ikke være stasjonært. As shown in fig. 6, a separation point 126 for flowing medium that passes the valve seat 114 is preferably located on the ellipsoidal surface 120 that runs to the underside of the valve seat. The separation point 126 can also be located in a transition area 132 between the ellipsoidal surface 120 which runs to the underside of the valve seat and the underside 124 of the valve seat. When using the valve according to the invention, the separation point will usually fluctuate and not be stationary.
Derved, som vist i fig. 2, er en avstand D1 fra en midtakse 122 i ventilen til et endepunkt 134b på den lineære og skrå ytre seteflate 116 på ventilsetet 114 større enn en avstand d1 fra midtaksen 122 til skillepunktet 126 på den ellipsoidiske flate 120 som løper til undersiden 124 av ventilsetet. Avstanden d1 fra midtaksen 122 til skillepunktet 126 på den ellipsoidiske flate 120 kan da være større enn en avstand D2 fra ventilens midtakse 122 til et startpunkt 134a av den lineære og skrå ytre seteflaten 116 på ventilsetet 114. Skillepunktet 126 kan derved befinne seg på et fremre parti av ventilens underside 124 omtrent under den lineær og skrå ytre seteflaten 116 på ventilsetet 114. Imidlertid er det også mulig at skillepunktet befinner seg lenger borte fra midtaksen enn avstanden D1, eller nærmere midtaksen enn avstanden D2. Thereby, as shown in fig. 2, a distance D1 from a central axis 122 of the valve to an end point 134b on the linear and inclined outer seating surface 116 of the valve seat 114 is greater than a distance d1 from the central axis 122 to the dividing point 126 of the ellipsoidal surface 120 running to the underside 124 of the valve seat . The distance d1 from the center axis 122 to the separation point 126 on the ellipsoidal surface 120 can then be greater than a distance D2 from the valve's center axis 122 to a starting point 134a of the linear and inclined outer seat surface 116 on the valve seat 114. The separation point 126 can thereby be located on a front part of the valve's underside 124 approximately below the linear and inclined outer seating surface 116 of the valve seat 114. However, it is also possible that the separation point is located further away from the center axis than the distance D1, or closer to the center axis than the distance D2.
Det er derved mulig at skillepunktet 126 befinner seg i en avstand D1 fra midtaksen 122 til skillepunktet 126 på den ellipsoidiske flate 120, som er mindre enn avstanden D2 fra ventilens midtakse 122 til startpunktet 134a for den lineære og skrå ytre seteflaten 116 på ventilsetet 114. Skillepunktet 126 kan derved befinne seg på et fremre parti av ventilens underside 124, men nærmere midtaksen 122 enn den lineære og skrå ytre seteflaten 116 på ventilsetet 114. It is thereby possible that the separation point 126 is located at a distance D1 from the center axis 122 to the separation point 126 on the ellipsoidal surface 120, which is smaller than the distance D2 from the valve's center axis 122 to the starting point 134a for the linear and inclined outer seat surface 116 on the valve seat 114. The separation point 126 can thereby be located on a front part of the valve's underside 124, but closer to the center axis 122 than the linear and inclined outer seat surface 116 of the valve seat 114.
Den ovenfor beskrevne plassering av skillepunktet 126 kan gjelde både for den første og den andre utførelsesformen av ventilen ifølge oppfinnelsen. The above-described location of the separation point 126 can apply to both the first and the second embodiment of the valve according to the invention.
Fig. 3-5 viser den andre utførelsesformen av en ventil 110 ifølge oppfinnelsen. Samme henvisningstall er benyttet for tilsvarende deler av ventilen. Med unntakelse av undersiden er den andre utførelsesform stort sett lik den første utførelsesformen. Den andre utførelsesformen av en innløpsventil 110 ifølge oppfinnelsen omfatter derved en øvre ventilspindel 112 og et nedre skiveformet ventilsete 114 med en lineær og skrå ytre seteflate 116. Ventilsetet 114 er videre i tverrsnitt enn ventilspindelen 112, og ventilsetet 114 og ventilspindelen 112 konvergerer i et overgangsområde 118 mellom de to deler. Det skiveformede ventilsetets 114 ytre sirkelrunde flate omfatter en ellipsoidisk strømningsskilleflate 120 som løper nedstrøms fra en ende 134b av seteflaten 116 til ventilsetets 114 underside 124. Som vist i figurene kan ventilens 110 underside 124 dessuten omfatte et hulrom 130. Fig. 3-5 show the second embodiment of a valve 110 according to the invention. The same reference numbers are used for corresponding parts of the valve. With the exception of the underside, the second embodiment is largely similar to the first embodiment. The second embodiment of an inlet valve 110 according to the invention thereby comprises an upper valve stem 112 and a lower disc-shaped valve seat 114 with a linear and inclined outer seat surface 116. The valve seat 114 is wider in cross-section than the valve stem 112, and the valve seat 114 and the valve stem 112 converge in a transition area 118 between the two parts. The outer circular surface of the disc-shaped valve seat 114 comprises an ellipsoidal flow separation surface 120 which runs downstream from an end 134b of the seat surface 116 to the underside 124 of the valve seat 114. As shown in the figures, the underside 124 of the valve 110 may also comprise a cavity 130.
Hulrommet er fortrinnsvis et oppadrettet hulrom 130 og med midten av hulrommet plassert på den samme akse som ventilens 110 midtakse 122. Det oppadrettede hulrom 130 kan i tverrsnitt være konkavt. The cavity is preferably an upwardly directed cavity 130 and with the center of the cavity placed on the same axis as the central axis 122 of the valve 110. The upwardly directed cavity 130 can be concave in cross-section.
Ved å ha et konkavt hulrom 130 er det mulig å skyve skillepunktet 126 enda lenger nedstrøms, sammenlignet med den enkle ellipsoidiske formen på den første utførelsesformen av oppfinnelsen. På den måte er det mulig å oppnå enda mer massestrømning. Det midtre bunnparti av ventilen er skåret ut for å frembringe den konkave form, som kan skyve virvelstrømmene opp i ventilhulrommet 130 og derved forskyve skillepunktet enda lenger under ventilen. I dette tilfellet var hovedtanken også motstandsreduksjon ved passiv geometrijustering. Skillepunktet 126 kan derfor befinne seg (og fluktuere) mellom et område nedstrøms for seteflatens 116 ende 134b og hulrommet 130, og muligens også på hulrommets flate. By having a concave cavity 130, it is possible to push the separation point 126 even further downstream, compared to the simple ellipsoidal shape of the first embodiment of the invention. In this way, it is possible to achieve even more mass flow. The middle bottom part of the valve is cut out to produce the concave shape, which can push the eddy currents up into the valve cavity 130 and thereby shift the separation point even further below the valve. In this case, the main idea was also resistance reduction by passive geometry adjustment. The separation point 126 can therefore be located (and fluctuate) between an area downstream of the end 134b of the seat surface 116 and the cavity 130, and possibly also on the surface of the cavity.
Det nye ventildesignet er blitt testet. I testen ble en trykkforskjell mellom innmating og utmating satt til 2451 Pa. The new valve design has been tested. In the test, a pressure difference between inlet and outlet was set to 2451 Pa.
For en borestørrelse på 330 mm og en ventildiameter på 113 mm er luftmasse-strømningen gjennom innløpsventilene presentert i den følgende tabell [ kg/ s], vedrørende ventilløft for de to forskjellige ventilgeometrier. For a bore size of 330 mm and a valve diameter of 113 mm, the air mass flow through the inlet valves is presented in the following table [kg/s], regarding valve lift for the two different valve geometries.
Den siste kolonnen viser massestrømningsøkningen i % for den nye ventilen med ellipsoidisk overflate og hovedsakelig lineær overflate på undersiden av ventilen. The last column shows the mass flow increase in % for the new valve with an ellipsoidal surface and mainly linear surface on the underside of the valve.
Den nye ventilgeometri har bedre massestrømning sammenlignet med en regulær ventil. Prosentvis massestrømning er økt for den nye ventilgeometri. Den økte massestrømningen for den ellipsoidiske formen er den direkte følge av den reduserte motstand og det forskjøvne skillepunkt nedstrøms. Forskyvningen, av skillepunktet, åpner ytre hovedstrømning og påvirker direkte den totale massestrømning. The new valve geometry has better mass flow compared to a regular valve. Percentage mass flow has been increased for the new valve geometry. The increased mass flow for the ellipsoidal shape is the direct result of the reduced resistance and the shifted separation point downstream. The displacement, of the separation point, opens the outer main flow and directly affects the total mass flow.
Med den nye designen vil det være områder bak ventilen hvor det dannes virvel-særegenheter. Disse områder er i direkte samsvar med ventilers motstand. Større motstand medfører nemlig sterkere virvelstrømmer bak ventilene. Dersom masse-strømmen økes på bekostning av styrke av virvelstrømmene bak ventilene vil styrken på virvelstrømmene bak ventilene avta på grunn av forskyvning av skillepunkter, som er i overensstemmelse med motstandsreduksjonen. With the new design, there will be areas behind the valve where vortex peculiarities are formed. These areas are in direct accordance with the valve's resistance. Greater resistance means stronger eddy currents behind the valves. If the mass flow is increased at the expense of the strength of the eddy currents behind the valves, the strength of the eddy currents behind the valves will decrease due to displacement of separation points, which is in accordance with the resistance reduction.
Tilsvarende test er blitt utført for den nye ventildesign med hulrom. I testen ble en trykkforskjell mellom innmating og utmating satt til 2451 Pa. A similar test has been carried out for the new valve design with cavity. In the test, a pressure difference between inlet and outlet was set to 2451 Pa.
Med hulrom With cavity
For borestørrelse 330 mm og ventildiameter 113 mm, er luftmassestrømning gjennom innløpsventilene presentert i den etterfølgende tabell i [ kg/ s], angående ventilløft for de to forskjellige ventilgeometrier: For bore size 330 mm and valve diameter 113 mm, air mass flow through the inlet valves is presented in the following table in [kg/s], regarding valve lift for the two different valve geometries:
Den siste spalte viser massestrømningsøkningen i prosent for den nye ventil med hulrom. The last column shows the mass flow increase in percent for the new cavity valve.
Den nye ventilgeometrien med hulrommet i den andre utførelsesformen har enda bedre massestrømning sammenlignet med en regulær ventil, og også sammenlignet med den første utførelsesformen av oppfinnelsen. Prosent massestrømning økes vesentlig for den nye ventilgeometri med hulrom. Den økte massestrømning for den ellipsoidiske formen er den direkte følge av den reduserte motstand og det forskjøvne skillepunkt nedstrøms. Forskyvningen, av skillepunktet, åpner ytre hovedstrømning og påvirker direkte den totale massestrømning. Fig. 7 viser skjematisk et skillepunkt for en strømning for en kjent ventil, mens fig. 8 viser skillepunktet for en ventil ifølge oppfinnelsen. En sylindervegg 40 er vist på høyre side i figurene. I dette tilfellet befinner skillepunktet for en regulær ventil seg hovedsakelig i enden av den lineære og skrå ytre seteflate 16 på ventilen 14, og oppstrøms for den ytre kant på det skiveformede ventilsetet. Som vist i fig. 8 er skillepunktet 126 nær sylinderveggen 40 skjøvet nedstrøms med den nye geometri, noe som åpner for ytre hovedstrømning og har innvirkning på den totale masse-strømning. Fig. 9 viser skjematisk skillepunkt for en strømning mellom to kjente ventiler i en sylinder, mens fig. 10 viser skillepunktene mellom to ventiler ifølge oppfinnelsen. I dette tilfellet befinner skillepunktet for den regulære ventilen seg på den ytre kant 20 av det skiveformede ventilsetet. Som vist i fig. 10 er skillepunktene mellom de nye ventiler skjøvet nedstrøms med den nye geometri, noe som åpner for ytre hoved-strømning og har innvirkning på den totale massestrømning. The new valve geometry with the cavity in the second embodiment has even better mass flow compared to a regular valve, and also compared to the first embodiment of the invention. Percent mass flow is significantly increased for the new valve geometry with cavities. The increased mass flow for the ellipsoidal shape is the direct result of the reduced resistance and the shifted separation point downstream. The displacement, of the separation point, opens the outer main flow and directly affects the total mass flow. Fig. 7 schematically shows a separation point for a flow for a known valve, while Fig. 8 shows the separation point for a valve according to the invention. A cylinder wall 40 is shown on the right side in the figures. In this case, the separation point for a regular valve is located mainly at the end of the linear and inclined outer seat surface 16 of the valve 14, and upstream of the outer edge of the disc-shaped valve seat. As shown in fig. 8, the separation point 126 near the cylinder wall 40 is pushed downstream with the new geometry, which opens up the outer main flow and has an impact on the total mass flow. Fig. 9 shows a schematic separation point for a flow between two known valves in a cylinder, while Fig. 10 shows the separation points between two valves according to the invention. In this case, the separation point for the regular valve is on the outer edge 20 of the disc-shaped valve seat. As shown in fig. 10, the separation points between the new valves are pushed downstream with the new geometry, which opens up the outer main flow and has an impact on the total mass flow.
Claims (14)
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20140690A NO336985B1 (en) | 2014-06-03 | 2014-06-03 | Inlet valve for an engine |
| EP15803927.1A EP3152416A4 (en) | 2014-06-03 | 2015-06-03 | Inlet valve for a cylinder in an combustion engine |
| PCT/NO2015/050099 WO2015187034A1 (en) | 2014-06-03 | 2015-06-03 | Inlet valve for a cylinder in an combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20140690A NO336985B1 (en) | 2014-06-03 | 2014-06-03 | Inlet valve for an engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO20140690A1 NO20140690A1 (en) | 2015-12-04 |
| NO336985B1 true NO336985B1 (en) | 2015-12-14 |
Family
ID=54767020
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO20140690A NO336985B1 (en) | 2014-06-03 | 2014-06-03 | Inlet valve for an engine |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP3152416A4 (en) |
| NO (1) | NO336985B1 (en) |
| WO (1) | WO2015187034A1 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2656080C1 (en) * | 2016-11-30 | 2018-05-30 | Общество с ограниченной ответственностью "ФБТ" (ООО "ФБТ") | Inlet valve of internal combustion engine |
| US11215092B2 (en) | 2019-12-17 | 2022-01-04 | Caterpillar Inc. | Engine valve with raised ring or dimple |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2545860A1 (en) * | 1975-10-14 | 1977-04-28 | Elsbett L | VALVE, IN PARTICULAR FOR PISTON INTERNAL COMBUSTION MACHINES, SUCH AS DIESEL ENGINES ETC. |
| DK144217C (en) * | 1979-08-29 | 1982-06-21 | B & W Diesel As | EXHAUST VALVE FOR A COMBUSTION ENGINE |
| FR2467972A1 (en) * | 1979-10-19 | 1981-04-30 | Renault | Valve for IC engine - has seat and heat shaped to give coanda effect flow without turbulence |
| DE3233392A1 (en) * | 1982-08-31 | 1984-03-01 | Gebrüder Sulzer AG, 8401 Winterthur | Disc valve for a gas-changing valve |
| JPS6047809A (en) * | 1983-08-24 | 1985-03-15 | Isuzu Motors Ltd | Manufacture of valve stem for internal-combustion engine |
| JPS61106676U (en) * | 1984-12-18 | 1986-07-07 | ||
| US4815706A (en) * | 1988-01-15 | 1989-03-28 | Feuling James J | Values for improved fluid flow therearound |
| US5081965A (en) * | 1990-08-15 | 1992-01-21 | Warr Valves, Inc. | Intake valve for internal combustion engine |
| WO2000068565A1 (en) * | 1999-05-10 | 2000-11-16 | Armer & Frank Motors, Llc | Valve system having improved opening and breathing characteristics for internal combustion engines |
| US6263849B1 (en) * | 1999-07-20 | 2001-07-24 | Eaton Corporation | Ultra light engine valve and method of welding cap thereto |
| US6679478B2 (en) * | 2000-07-17 | 2004-01-20 | Nittan Valve Co., Ltd. | Hollow poppet valve and method for manufacturing the same |
| JP2002097914A (en) * | 2000-07-18 | 2002-04-05 | Fuji Oozx Inc | Engine valve made of titanium alloy and method of manufacturing it |
| EP1643087A1 (en) * | 2004-09-24 | 2006-04-05 | Eaton S.R.L. | Engine valve with heat absorbing ridges in the combustion chamber |
| JP4707641B2 (en) * | 2006-10-05 | 2011-06-22 | ヤマハ発動機株式会社 | Intake device for internal combustion engine |
| JP5036799B2 (en) * | 2009-12-21 | 2012-09-26 | 川崎重工業株式会社 | 4-stroke internal combustion engine |
-
2014
- 2014-06-03 NO NO20140690A patent/NO336985B1/en unknown
-
2015
- 2015-06-03 WO PCT/NO2015/050099 patent/WO2015187034A1/en active Application Filing
- 2015-06-03 EP EP15803927.1A patent/EP3152416A4/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NO20140690A1 (en) | 2015-12-04 |
| WO2015187034A1 (en) | 2015-12-10 |
| EP3152416A4 (en) | 2018-02-28 |
| EP3152416A1 (en) | 2017-04-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| UA118710C2 (en) | Inlet valve for a compressor | |
| NO336985B1 (en) | Inlet valve for an engine | |
| BR112014011579A2 (en) | plunger pump for high pressure cleaner | |
| RU2013145011A (en) | ERGONOMIC HANDLE WITH ASYMMETRIC DOORS | |
| WO2013103409A3 (en) | Gas turbine with optimized airfoil element angles | |
| NO341507B1 (en) | Valve housing with upper flow distributor | |
| EP2650491A3 (en) | Systems and methods for detecting fuel leaks in gas turbine engines | |
| RU2013113935A (en) | COMBUSTION CHAMBER VALVE AND GAS TURBINE | |
| EP3150917A3 (en) | Combustion system and method having annular flow path architecture | |
| EP2762683A3 (en) | Axial turbine with sector-divided turbine housing | |
| JP2014234824A5 (en) | ||
| JP2015127541A5 (en) | ||
| NO336259B1 (en) | Valve for flow control of a fluid | |
| EP2808507A3 (en) | Motorcycle | |
| JP2018071445A5 (en) | ||
| RU2704711C2 (en) | Valve for internal combustion engine | |
| BRPI1000126A2 (en) | intake valve, internal combustion engine and conveying apparatus | |
| US9970555B2 (en) | Gate valve | |
| KR101994988B1 (en) | Exhaust manifold for a multicylinder internal combustion engine | |
| DE602008000342D1 (en) | Valve seat in version with offset chamfers | |
| RU2017117286A (en) | RADIAL COMPRESSOR | |
| CN103422930A (en) | Intake engine valves | |
| ATE523665T1 (en) | COMBUSTION ENGINE WITH BEVELED INLET PIPE | |
| IN2015DN01032A (en) | ||
| US9726378B2 (en) | Gas burner with tilt safety assembly |