SE540409C2 - Förbränningsmotor samt kåpsammansättning därför - Google Patents

Förbränningsmotor samt kåpsammansättning därför

Info

Publication number
SE540409C2
SE540409C2 SE1351227A SE1351227A SE540409C2 SE 540409 C2 SE540409 C2 SE 540409C2 SE 1351227 A SE1351227 A SE 1351227A SE 1351227 A SE1351227 A SE 1351227A SE 540409 C2 SE540409 C2 SE 540409C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
cylinder head
valve
valve actuator
internal combustion
combustion engine
Prior art date
Application number
SE1351227A
Other languages
English (en)
Other versions
SE1351227A2 (sv
SE1351227A1 (sv
Inventor
Höglund Anders
Carlson Urban
V Koenigsegg Christian
Original Assignee
Freevalve Ab
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 Freevalve Ab filed Critical Freevalve Ab
Priority to SE1351227A priority Critical patent/SE540409C2/sv
Priority to US15/025,396 priority patent/US10119435B2/en
Priority to RU2016118435A priority patent/RU2665785C2/ru
Priority to JP2016524124A priority patent/JP6473147B2/ja
Priority to CN201480056730.1A priority patent/CN105829667B/zh
Priority to PCT/SE2014/051187 priority patent/WO2015057133A1/en
Priority to KR1020167012694A priority patent/KR20160070140A/ko
Priority to EP14854199.8A priority patent/EP3058188B1/en
Publication of SE1351227A1 publication Critical patent/SE1351227A1/sv
Publication of SE1351227A2 publication Critical patent/SE1351227A2/sv
Publication of SE540409C2 publication Critical patent/SE540409C2/sv

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L9/00Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically
    • F01L9/10Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by fluid means, e.g. hydraulic
    • F01L9/16Pneumatic means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L9/00Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically
    • F01L9/10Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by fluid means, e.g. hydraulic
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K5/00Plants characterised by use of means for storing steam in an alkali to increase steam pressure, e.g. of Honigmann or Koenemann type
    • F01K5/02Plants characterised by use of means for storing steam in an alkali to increase steam pressure, e.g. of Honigmann or Koenemann type used in regenerative installation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24Cylinder heads
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F7/00Casings, e.g. crankcases or frames
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24Cylinder heads
    • F02F2001/244Arrangement of valve stems in cylinder heads
    • F02F2001/245Arrangement of valve stems in cylinder heads the valve stems being orientated at an angle with the cylinder axis

Abstract

Enligt en första aspekt hänför sig den föreliggande uppfinningen till en förbränningsmotor innefattande ett topplock (6) som innefattar en styrbar första motorventil (8) inrättad att valbart öppna/stänga en i förbränningsmotorn (1) ingående förbränningskammare (7), en första ventilaktuator (10) operativt förbunden med nämnda första motorventil (8), vilken första ventilaktuator (10) innefattar åtminstone en inloppsöppning (11) för tryckfluid och åtminstone en utloppsöppning (12) för tryckfluid, och en sluten tryckfluidkrets, varvid nämnda första ventilaktuator (10) är inrättad i nämnda slutna tryckfluidkrets. Förbränningsmotorn är kännetecknad av att densamma innefattar en topplockskammare (16) som ingår i nämnda slutna tryckfluidkrets och som avgränsas av nämnda topplock (6) och åtminstone en första topplockskåpa (17), varvid den första ventilaktuatorns (10) nämnda åtminstone en utloppsöppning (12) är i fluidkommunikation med nämnda topplockskammare (16). Enligt en andra aspekt hänför sig den föreliggande uppfinningen till en kåpsammansättning för ett topplock hos en förbränningsmotor.

Description

FÖRBRÄNNINGSMOTOR SAMT KÅPSAMMANSÄTTNING DÄRFÖR Uppfinningens tekniska område Den föreliggande uppfinningen hänför sig i allmänhet till en förbränningsmotor lämpad för drivning av ett fordon, såsom en bil eller lastbil, en båt, etc. eller en maskin såsom ett elaggregat eller dylikt. De förbränningsmotorer som berörs är kamaxelfria kolvmotorer, vilka även är kända under begreppet "motor med fria ventiler". I synnerhet hänför sig den föreliggande uppfinningen till en förbränningsmotor innefattande ett topplock som innefattar en styrbar första motorventil inrättad att valbart öppna/stänga en i förbränningsmotorn ingående förbränningskammare, en första ventilaktuator operativt förbunden med nämnda första motorventil, vilken första ventilaktuator innefattar åtminstone en inloppsöppning för tryckfluid och åtminstone en utloppsöppning för tryckfluid, och en sluten tryckfluidkrets, varvid nämnda första ventilaktuator är inrättad i nämnda slutna tryckfluidkrets.
I en andra aspekt hänför sig den föreliggande uppfinningen till en kåpsammansättning avsedd att förbindas med en förbränningsmotor.
Uppfinningens bakgrund och teknikens ståndpunkt I en dylik kamaxelfri förbränningsmotor nyttjas en tryckfluid, såsom en vätska eller gas, för att åstadkomma en förskjutning/öppning av en eller flera motorventiler. Detta medför att de kamaxlar, och tillhörande utrustning, som konventionella förbränningsmotorer använder för att öppna motorventilerna för att släppa in luft respektive släppa ut avgaser från förbränningskamrarna har ersatts med ett mindre utrymmeskrävande och mer styrbart system.
I en motor som är konstruerad för stora vridmomentuttag, är trycket i förbränningskamrarna ökande proportionellt med ökande vridmomentuttag och den kraft som åtgår i ventilaktuatorn för att öppna den i förhållande till förbränningskammaren inåtöppnande motorventilen ökar följaktligen även den proportionerligt med ökande vridmomentuttag. Vid höga varvtal, såsom 6-8000 rpm, krävs även mycket snabb öppning av motorventilerna för att påfyllning av luft respektive evakuering av avgaser från motorcylindern inte skall begränsas. Dessa förutsättningar, dvs. behov av extremt snabb öppning med hög frekvens i en högprestandamotor som har högt mottryck i motorns förbränningskammare vid öppning av avgasventilerna, kräver att trycket hos tryckfluiden uppströms ventilaktuatorn är högt, i storleksordningen 8-30 bar.
Nedströms ventilaktuatorn har tryckfluiden ett lägre tryck, i storleksordningen 3-6 bar, och då trycket hos tryckfluiden skall stegras medelst en kompressor från det låga trycket nedströms ventilaktuatorn till det höga trycket uppströms ventilaktuatorn sker en temperaturhöjning som ökar i takt med ökande tryckförhållande.
Det är önskvärt att temperaturen på tryckfluiden som leds till kompressorn är relativt låg, och därmed mer kompakt, i syfte att erhålla god verkningsgrad hos kompressorn. Värme tillförs tryckfluiden under kompressionen. Om tryckförhållandet mellan högtryckssidan och lågtryckssidan är för högt leder detta till en för hög temperatur hos tryckfluiden på högtryckssidan, vilket ökar risken för oxidation av den olja som används i takt med ökande temperatur hos tryckfluiden. Detta leder till att en del av den förhöjda temperaturen på lågtryckssidan måste kylas bort vilket medför energiförluster och behov av kylutrustning.
Förbränningsmotorns tryckfluidkrets är en sluten krets där tryckfluiden konventionellt sett leds via ledningar från en kompressor till ventilaktuatorernas tryckfluidinlopp och sedan leds via ledningar från ventilaktuatorernas tryckfluidutlopp åter till kompressorn. Under drift av förbränningsmotorn varierar behovet av tryckdifferens mellan lågtryckssidan och högtryckssidan.
Till följd av att tryckfluiden går runt i ett slutet system, kommer kompressorn vid höga tryckdifferenser att ta luft från lågtryckssidan och föra över till högtryckssidan. Härigenom kommer tryckdifferensen att öka, vilket är önskvärt. Tyvärr kommer även tryckförhållandet mellan högtryckssidan och lågtryckssidan att öka, både genom att högtrycksnivån stiger och genom att lågtrycksnivån samtidigt sjunker. Ett ökande tryckförhållande medför att temperaturen hos tryckfluiden ökar nedströms kompressorn.
Individuella ledningar från ventilaktuatorernas utlopp medför dessutom tryckfluidflödesbegränsningar och ökad komplexitet i tillverkning och montering.
Kortfattad beskrivning av uppfinningens syften Den föreliggande uppfinningen tar sikte på att undanröja ovannämnda nackdelar och tillkortakommanden hos tidigare kända förbränningsmotorer och att tillhandahålla en förbättrad förbränningsmotor. Ett grundläggande syfte med uppfinningen är att tillhandahålla en förbättrad förbränningsmotor av inledningsvis definierad typ, i vilken tryckfluidf lödesbegränsningar är reducerade samtidigt som tryckförhållandet mellan högtryckssidan och lågtryckssidan kan begränsas trots varierande och tillräcklig tryckdifferens mellan högtryckssidan och lågtryckssidan.
Det är ett annat syfte med den föreliggande uppfinningen att tillhandahålla en kåpsammansättning, som kan nyttjas för att konvertera konventionella kamaxelstyrda förbränningsmotorer till att innefatta ventilaktuatorer.
Kortfattad beskrivning av uppfinningens särdrag Enligt uppfinningen uppnås åtminstone det grundläggande syftet medelst den inledningsvis definierade förbränningsmotorn, som har särdragen definierade i det oberoende patentkravet 1. Föredragna utföranden av den föreliggande uppfinningen är vidare definierade i de efterföljande, beroende kraven.
Enligt en första aspekt av den föreliggande uppfinningen tillhandahålls en förbränningsmotor av inledningsvis definierad typ, vilken är kännetecknad av att densamma innefattar en topplockskammare som ingår i nämnda slutna tryckfluidkrets och som avgränsas av nämnda topplock och åtminstone en första topplockskåpa, varvid den första ventilaktuatorns nämnda åtminstone en utloppsöppning är i fluidkommunikation med nämnda topplockskammare.
Enligt en andra aspekt av den föreliggande uppfinningen tillhandahålls en kåpsammansättning för ett topplock hos en förbränningsmotor, vilken är kännetecknad av att densamma innefattar en första topplockskåpa inrättad att delvis avgränsa en topplockskammare, och en första ventilaktuator lösgörbart förbunden med nämnda första topplockskåpa, varvid nämnda första ventilaktuator innefattar åtminstone en utloppsöppning för tryckfluid, och varvid den första ventilaktuatorns nämnda åtminstone en utloppsöppning är inrättad att vara i fluidkommunikation med nämnda topplockskammare. Kåpsammansättningen utgör en typisk leverensenhet för en underleverantör till en motortillverkare.
Således är de två ovan angivna aspekterna av den föreliggande uppfinningen baserad på den gemensamma uppfinningstanken att genom att på lågtryckssidan av den slutna tryckfluidkretsen nyttja en topplockskammare, som är en uppsamlingstank för en stor tryckfluidvolym, istället för individuella ledningar, kommer tryckfluidflödesbegränsningar att reduceras och tryckförhållandet över ventilaktuatorn kommer att begränsas samtidigt som varierande och tillräcklig tryckdifferens över ventilaktuatorn medges, vilket minskar temperaturhöjningen på tryckfluiden uppströms ventilaktuatorn.
Enligt ett föredraget utförande av den föreliggande uppfinningen, innefattar den första topplockskåpan ett tryckfluidgrenrör som är förbundet med den första ventilaktuatorns åtminstone en inloppsöppning. På detta sätt erhålls en kompakt och enkel anslutning av tryckfluid till ventilaktuatorns högtryckssida.
Företrädesvis innefattar den första topplockskåpan ett hydraulvätskegrenrör som är förbundet med en hydraulikkrets hos den första ventilaktuatorn. På detta sätt erhålls en kompakt och enkel anslutning av hydraulvätska till ventilaktuatorn.
Enligt ett föredraget utförande innefattar förbränningsmotorn en andra ventilaktuator operativt förbunden med en i topplocket innefattad styrbar andra motorventil anordnad att valbart öppna/stänga nämnda åtminstone en förbränningskammare, vilken andra ventilaktuator innefattar åtminstone en inloppsöppning för tryckfluid och åtminstone en utloppsöppning för tryckfluid, varvid nämnda andra ventilaktuator är anordnad i nämnda slutna tryckfluidkrets, och varvid den andra ventilaktuatorns nämnda åtminstone en utloppsöppning är i fluidkommunikation med nämnda topplockskammare. Topplockskammaren avgränsas vidare av en andra topplockskåpa, vari nämnda andra ventilaktuator är lösgörbart förbunden med nämnda andra topplockskåpa. Genom att topplockskåpan är uppdelad i två delar, där varje del är förbunden med olika ventilaktuatorer medges enkel montering av flera ventilaktuatorer på motorn trots att ventilaktuatorerna har inbördes vinkelställning för att passa till motorcylinderns tilluftsventiler respektive avgasventiler.
Ytterligare fördelar med och särdrag hos uppfinningen framgår av övriga osjälvständiga krav samt av den följande, detaljerade beskrivningen av föredragna utföranden.
Kortfattad beskrivning av ritningarna En mer fullständig förståelse av ovannämnda och andra särdrag och fördelar hos den föreliggande uppfinningen kommer att framgå av den följande, detaljerade beskrivningen av föredragna utföranden med hänvisning till de bifogade ritningarna, på vilka: Fig. 1 är en schematisk genomskuren sidovy av en del av en förbränningsmotor, Fig. 2-7 visar en schematisk genomskuren sidovy av en ventilaktuator i olika tillstånd, och Fig. 8 är en delvis genomskuren schematisk perspektivvy av ett topplock och topplockskåpor.
Detaljerad beskrivning av föredragna utföranden Hänvisning sker inledningsvis till figur 1 som är en schematisk återgivning av en del av en uppfinningsenlig förbränningsmotor, generellt betecknad 1. Förbränningsmotorn 1 innefattar ett cylinderblock 2 med åtminstone en cylinder 3. Vanligtvis innefattar nämnda cylinderblock 2 tre eller fyra cylindrar 3. I det visade utförandet beskrivs en cylinder 3, dock skall inses att den utrustning som beskrivs nedan i anslutning till den visade cylindern 3 företrädesvis appliceras på förbränningsmotorns 1 samtliga cylindrar, i de fall förbränningsmotorn innefattar flera cylindrar.
Vidare innefattar förbränningsmotorn 1 en i nämnda cylinder 3 axiellt förskjutbar kolv 4. Kolvens 4 rörelse, axiella förskjutning fram och åter, överförs på konventionellt sätt till en med kolven 4 förbunden vevstake 5 som i sin tur är förbunden med och driver en vevaxel (inte visad) i rotation.
Förbränningsmotorn 1 innefattar även ett topplock 6 som tillsammans med nämnda cylinder 3 och nämnda kolv 4 avgränsar en förbränningskammare 7. I förbränningskammaren 7 sker antändning av en blandning av bränsle och luft på konventionellt sätt och beskrivs inte mer häri. Topplocket 6 innefattar en styrbar första motorventil 8, även känd som gasväxlingsventil, i det visade utförandet innefattar topplocket även en styrbar andra motorventil 9. Nämnda första motorventil 8 utgör i det visade utförandet en tilluftsventil som är anordnad att valbart öppna/stänga för tillförsel av luft till förbränningskammaren 7. Den andra motorventilen 9 utgör i det visade utförandet en frånluftsventil, eller avgasventil, som är anordnad att valbart öppna/stänga för evakuering av avgaser från förbränningskammaren 7.
Förbränningsmotorn 1 innefattar vidare en första ventilaktuator 10 som är operativt förbunden med nämnda första motorventil 8 och som är inrättad i en sluten tryckfluidkrets hos förbränningsmotorn 1. Den första ventilaktuatorn 10 innefattar åtminstone en inloppsöppning 11 för tryckfluid och åtminstone en utloppsöppning 12 för tryckfluid. Tryckfluiden är en gas eller gasblandning, företrädesvis luft eller kvävgas. Luft har den fördelen att det är enkelt att byta ut tryckfluid eller tillföra mer tryckfluid om den slutna tryckfluidkretsen läcker, och kvävgas har den fördelen att den saknar syre vilket förhindrar oxidation av andra element. I det visade utförandet innefattar förbränningsmotorn 1 även en andra ventilaktuator 13 som är operativt förbunden med nämnda andra motorventil 9 och som är anordnad i nämnda slutna tryckfluidkrets parallellt med nämnda första ventilaktuator 10. Den andra ventilaktuator 13 innefattar åtminstone en inloppsöppning 14 för tryckfluid och åtminstone en utloppsöppning 15 för tryckfluid.
Varje ventilaktuator kan vara operativt förbunden med en eller flera motorventiler, exempelvis kan förbränningsmotorn innefatta två tilluftsventiler vilka samfällt drivs av en och samma ventilaktuator, dock är det föredraget att varje ventilaktuator driver en motorventil vardera för att erhålla största möjliga styrbarhet av förbränningsmotorns 1 drift.
I beskrivningen härnedan kommer bara den första ventilaktuatorn 10 att beskrivas men det skall inses att om inget annat anges gäller motsvarande även för den andra ventilaktuatorn 13.
Förbränningsmotorn 1 innefattar även en topplockskammare 16 som ingår i nämnda slutna tryckfluidkrets och som avgränsas av nämnda topplock 6 och åtminstone en första topplockskåpa 17. I det visade utförandet återfinns även en andra topplocksåpa 18 som bidrar till att avgränsa topplockskammaren 16. Topplockskammaren 16 uppvisar företrädesvis en volym i storleksordningen 3-10 liter, typiskt i storleksordningen 5-6 liter. I ett alternativt utförande återfinns enbart nämnda första topplockskåpa 17 som, tillsammans med topplocket 6, ensamt avgränsar topplockskammaren 16.
Väsentligt för den föreliggande uppfinningen är att den första ventilaktuatorns 10 åtminstone en utloppsöppning 12 är i fluidkommunikation med topplockskammaren 16, dvs. att den tryckfluid som lämnar den första ventilaktuatorn 10 via nämnda åtminstone en utloppsöppning 12 strömmar ut i topplockskammaren 16.
I det visade utförandet är den andra ventilaktuatorns 13 nämnda åtminstone en utloppsöppning 15 i fluidkommunikation med nämnda topplockskammare 16, dvs. samtliga ventilaktuatorers utloppsöppningar för tryckfluid mynnar företrädesvis i en och samma topplockskammare.
Företrädesvis är hela den första ventilaktuatorn 10 anordnad i nämnda topplockskammare 16, och det är även föredraget att den första ventilaktuatorn 10 är lösgörbart förbunden med nämnda första topplockskåpa 17, exempelvis medelst en bult 19, eller liknande fästdon. I detta utförande "hänger" således den första ventilaktuatorn 10 i den första topplockskåpan 17 utan att vara i kontakt med topplocket 6. Om den första ventilaktuatorn 10 skulle vara i kontakt med den första topplockskåpan 17 och topplocket 6 erhålls en konstruktionsmässigt ofördelaktig toleranskedja.
Hänvisning sker nu i första hand till figurerna 2-7, vilka visar den första ventilaktuatorn 10 i olika drifttillstånd.
Den första ventilaktuatorn 10 innefattar en aktuatorkolvskiva 20 och en aktuatorcylinder 21 som avgränsar en nedåt öppen cylindervolym. Aktuatorkolvskivan 20 avdelar nämnda cylindervolym i en första, övre del 22 och en andra, undre del 23 och är axiellt förskjutbar i nämnda aktuatorcylinder 21. Aktuatorkolvskivan 20 bildar del av en aktuatorkolv, generellt betecknad 24, som är inrättad att ligga an mot och driva nämnda första motorventil 8. Vidare innefattar aktuatorkolven 24 medel 25 för speleliminering i axiell led i förhållande till nämnda första motorventil 8. Spelelimineringsmedlet 25 är företrädesvis hydrauliskt, och ser till att när aktuatorkolven 24 är i sitt övre vändläge förblir aktuatorkolven 24 i kontakt med den första motorventilen 8 då densamma är stängd, i syfte att korrigera för monteringstoleranser, värmeutvidgningar, etc. Således justeras aktuatorkolvens 24 axiella längd automatiskt medelst spelelimineringsmedlet 25.
Den andra delen 23 hos den första ventilaktuatorns 10 cylindervolym är i fluidkommunikation med nämnda topplockskammare 16. På detta sätt säkerställs att samma tryck verkar på aktuatorkolvskivan 20 från den första delen 22 av cylindervolymen respektive från den andra delen 23 av cylindervolymen, när aktuatorkolven 24 är i det övre vändläget. Därmed är tätningen mellan aktuatorkolvskivan 20 och aktuatorcylindern 12 inte kritisk utan visst läckage kan tillåtas i syfte att minimera motståndet mot förskjutning av aktuatorkolvskivan 20, och i viloläge påverkas aktuatorkolvskivan inte av förändringar i lågtrycksnivån.
Den första ventilaktuatorn 10 innefattar en styrbar inloppsventil 26 som är anordnad att öppna/stänga inloppsöppningen 12, en styrbar utloppsventil 27 som är anordnad att öppna/stänga utloppsöppningen 11, en hydraulikkrets, generellt betecknad 28, som i sin tur innefattar en backventil 29 anordnad att tillåta påfyllning av hydraulikkretsen 28 och en styrbar tömningsventil 30 anordnad att styra tömning av hydraulikkretsen 28. Det skall påpekas att ventilerna i ventilaktuatorn 10 är schematiskt återgivna och kan exempelvis utgöras av slidventiler, sätesventiler, etc. Vidare kan flera av ovannämnda styrbara ventiler utgöras av en enda kropp. Vardera ventil kan vidare vara direkt eller indirekt elektrisk styrd. Med direkt elektriskt styrd avses att ventilens position är direkt styrd av exempelvis en elektromagnetisk anordning, och med indirekt elektriskt styrd avses att ventilens position är styrd av en tryckfluid som i sin tur är styrd av exempelvis en elektromagnetisk anordning.
I figur 2 är den första ventilaktuatorn 10 i ett inaktivt tillstånd och redo att försättas i ett aktivt tillstånd. Inloppsventilen 26, utloppsventilen 27 och hydraulikkretsens 28 tömningsventil 30 är stängda. Aktuatorkolvskivan 20 är således i en övre position, och aktuatorkolven 24 är redo att öppna motorventilen (inte visad i figurerna 2-7, se figur 1).
I figur 3 har inloppsventilen 26 öppnats för att tillåta påfyllning av tryckfluid med högt tryck in i den övre delen 22 av cylindervolymen varpå aktuatorkolvskivan 20 påbörjar en rörelse nedåt, dvs. förskjuts nedåt. Hydraulikkretsens 28 backventil 29 tillåter att hydraulvätska sugs in och ersätter den volym som aktuatorkolven 24 lämnar.
I figur 4 har inloppsventilen 26 stängts och tryckfluiden som kommit in i den övre delen 22 av cylindervolymen tillåts expandera varpå aktuatorkolvskivan 20 fortsätter sin rörelse nedåt. Hydraulikkretsens 28 backventil 29 är fortfarande öppen.
I figur 5 orkar tryckfluiden i den övre delen 22 av cylindervolymen inte förskjuta aktuatorkolvskivan 20 längre. Trycket på undersidan av aktuatorkolvskivan 20 och den första motorventilens 8 returfjäder 31 är lika högt som trycket på ovansidan av aktuatorkolvskivan 20. Aktuatorkolvskivan 20 hålls kvar (låses) i denna nedre position önskad tid genom att hydraulikkretsens 28 tömningsventil 30 hålls stängd samtidigt som hydraulikkretsens 28 backventil 29 stängs automatiskt.
I figur 6 har utloppsventilen 27 öppnats för att medge evakuering av tryckfluid från den övre delen 22 av cylindervolymen, och därtill har hydraulikkretsens 28 tömningsventil 30 öppnats varpå aktuatorkolvskivan 20 förskjuts uppåt då hydraulvätskan evakueras från hydraulikkretsen 28, och samtidigt evakueras tryckfluiden från den övre delen 22 av cylindervolymen till topplockskammaren 16.
I figur 7 är utloppsventilen 27 och hydraulikkretsens 28 tömningsventil 30 fortfarande öppna, och aktuatorkolvens 24 returrörelse bromsas medelst ett hydrauliskt bromsarrangemang 32 införlivat i hydraulikkretsen 28.
Hydraulvätskan är företrädesvis olja, och allra helst av samma typ som förbränningsmotorns 1 normala motorolja.
Hänvisning sker nu till figur 8, vilken schematiskt visar topplocket 6, den första topplockskåpan 17 och den andra topplockskåpan 18.
Den första topplockskåpan 17 innefattar ett tryckfluidgrenrör 33 som är förbundet med den första ventilaktuatorns 10 åtminstone en inloppsöppning 11. Tryckfluidgrenröret 33 sträcker sig utmed den första topplockskåpans 17 axiella längd. Nämnda tryckfluidgrenrör 33 bildar del av en primär tryckfluidkanal 34 som sträcker sig från en kompressor 35 till den första ventilaktuatorns 10 åtminstone en inloppsöppning 11. Kompressorn 35 är anordnad att tillföra tryckfluid under högt tryck till ventilaktuatorerna. Vidare sträcker sig en sekundär tryckfluidkanal 36 (se även figur 1) från topplockskammaren 16 till nämnda kompressor 35.
Volymen på den primära tryckfluidkanalen 34, högtryckssidan, skall hållas så liten som möjligt för att temperaturen på tryckfluiden skall sjunka så lite som möjligt från kompressorn 35 till den första ventilaktuatorn 10. Volymen hos topplockskammaren 16 och den sekundära tryckfluidkanalen 36, lågtryckssidan, skall å andra sidan maximeras för att tryckförhållandet mellan lågtryckssidan och högtryckssidan skall påverkas så lite som möjligt när kompressorn 35 drar gas från lågtryckssidan. Företrädesvis är volymen hos topplockskammaren 16 och den sekundära tryckfluidkanalen 36 åtminstone tio gånger större än volymen hos den primära tryckfluidkanalen 34, allra helst åtminstone femton gånger större.
Kompressorn 35 har varierbar kompressorvolym/deplacement eller på annat sätt reglerbart utflöde, och vanligtvis drivs kompressorn 35 via förbränningsmotorns 1 vevaxel. Vid höga varvtal och högt vridmomentuttag krävs högre tryck hos tryckfluiden i den primära tryckfluidkanalen 34 och vid låga varvtal och lågt vridmomentuttag krävs lägre tryck hos tryckfluide i den primära tryckfluidkanalen 34.
Trycknivån hos högtryckssidan är i storleksordningen 8-30 bar för att med tillräcklig snabbhet öppna en inåtöppnande motorventil där ett högt mottryck råder i förbränningskammaren, och trycknivån hos lågtryckssidan är i storleksordningen 4-8 bar, för att hålla tryckförhållandet under 1:4, helst under 1:3. Syftet är att hålla temperaturen på tryckfluiden i den primära tryckfluidkanalen 34 under 120°C under normal drift för att inte oxidera en hydraulvätskedimma som återfinns i tryckfluiden, dock kan temperaturer upp till 150°C tillåtas under korta perioder.
Vidare innefattar den första topplockskåpan 17 ett hydraulvätskegrenrör 37 som är förbundet med en inloppsöppning 38 hos nämnda hydraulikkrets 28 hos den första ventilaktuatorn 10. Hydraulvätskegrenröret 37 sträcker sig utmed den första topplockskåpans 17 axiella längd, parallellt med tryckfluidgrenröret 33. En pump 39, eller liknande, är anordnad att tillföra trycksatt hydraulvätska till hydarulvätskegrenröret 37 via en ledning 40.
Vidare innefattar den första topplockskåpan 17 all nödvändig elektrisk infrastruktur (inte visad) för att bland annat styra den första ventilaktuatorn 10, för diverse sensorer, etc.
I konventionella förbränningsmotorer 1 är den första motorventilen 8 (tilluftsventilen) och den andra motorventilen 9 (avgasventilen) anordnade i vinkel i förhållande till varandra, dvs. deras respektive ventilskaft pekar i olika riktningar i förhållande till motorcylindern 3, och den första ventilaktuatorn 10 måste vara anordnad i linje med den första motorventilens 8 skaft för att erhålla optimal drift. Till följd av denna inbördes skiljande orientering och av att ventilaktuatorerna är förbundna med respektive topplockskåpa innan dessa monteras på topplocket 6, är det föredraget att den första topplockskåpan 17 appliceras på topplocket 6 i linje med den första motorventilens 8 skaft och att den andra topplockskåpan 18 appliceras på topplocket 6 i linje med den andra motorventilens 9 skaft.
Tänkbara modifikationer av uppfinningen Uppfinningen är ej begränsad blott till de ovan beskrivna och på ritningarna visade utförandena, vilka enbart har illustrerande och exemplifierande syfte. Denna patentansökning är avsedd att täcka alla anpassningar och varianter av de föredragna utförandena beskrivna häri, och följaktligen är den föreliggande uppfinningen definierad av ordalydelsen av de bifogade kraven och således kan utrustningen modifieras på alla tänkbara sätt inom ramen för de bifogade kraven.
Det skall även påpekas att all information om/rörande termer såsom ovanför, under, övre, nedre, etc., skall tolkas/läsas med utrustningen orienterad i enlighet med figurerna, med ritningarna orienterade på sådant sätt att hänvisningsbeteckningarna kan läsas på ett korrekt sätt. Således, indikerar dylika termer enbart inbördes förhållanden i de visade utförandena, vilka förhållande kan ändras om den uppfinningsenliga utrustningen förses med en annan konstruktion/design.
Det skall påpekas att även om det ej är uttryckligen angivet att särdrag från ett specifikt utförande kan kombineras med särdragen i ett annat utförande, skall detta anses uppenbart då så är möjligt.

Claims (12)

Patentkrav
1. Förbränningsmotor innefattande, - ett topplock (6) som innefattar en styrbar första motorventil (8) inrättad att valbart öppna/stänga en i förbränningsmotorn (1) ingående förbränningskammare (7), och en styrbar andra motorventil (9) inrättad att valbart öppna/stänga en i förbränningsmotorn (1) ingående förbränningskammare (7), - en första ventilaktuator (10) operativt förbunden med nämnda första motorventil (8), vilken första ventilaktuator (10) innefattar åtminstone en inloppsöppning (11) för tryckfluid och åtminstone en utloppsöppning (12) för tryckfluid, och en andra ventilaktuator (13) operativt förbunden med nämnda andra motorventil (9), vilken andra ventilaktuator (13) innefattar åtminstone en inloppsöppning (14) för tryckfluid och åtminstone en utloppsöppning (15) för tryckfluid och - en sluten tryckfluidkrets, varvid nämnda första ventilaktuator (10) och nämnda andra ventilaktuator (13) är inrättade parallellt med varandra i nämnda slutna tryckfluidkrets, kännetecknad av, att förbränningsmotorn (1) vidare innefattar en topplockskammare (16) som ingår i nämnda slutna tryckfluidkrets och som avgränsas av nämnda topplock (6) och åtminstone en första topplockskåpa (17), varvid både den första ventilaktuatorns (10) nämnda åtminstone en utloppsöppning (12) och den andra ventilaktuatorns (13) nämnda åtminstone en utloppsöppning (15) är i fluidkommunikation med nämnda topplockskammare (16).
2. Förbränningsmotor enligt krav 1, vari nämnda första ventilaktuator (10) är anordnad i nämnda topplockskammare (16).
3. Förbränningsmotor enligt krav 1 eller 2, vari nämnda första ventilaktuator (10) är lösgörbart förbunden med nämnda första topplockskåpa (17).
4. Förbränningsmotor enligt något av kraven 1-3, vari nämnda första ventilaktuator (10) innefattar en aktuatorkolvskiva (20), och en cylindervolym, varvid aktuatorkolvskivan (20) avdelar nämnda cylindervolym i en första del (22) och en andra del (23) och är axiellt förskjutbar i nämnda cylindervolym.
5. Förbränningsmotor enligt krav 4, vari aktuatorkolvskivan (20) bildar del av en aktuatorkolv (24) som är inrättad att ligga an mot nämnda första motorventil (8), varvid aktuatorkolven (24) vidare innefattar medel (25) för speleliminering i axiell led i förhållande till nämnda första motorventil (8).
6. Förbränningsmotor enligt krav 4 eller 5, vari den andra delen (23) hos den första ventilaktuatorns (10) cylindervolym är i fluidkommunikation med nämnda topplockskammare (16).
7. Förbränningsmotor enligt något av kraven 1-6, vari nämnda första topplockskåpa (17) innefattar ett tryckfluidgrenrör (33) som är förbundet med den första ventilaktuatorns (10) åtminstone en inloppsöppning (11).
8. Förbränningsmotor enligt krav 7, vari nämnda tryckfluidgrenrör (33) bildar del av en primär tryckfluidkanal (34) som sträcker sig från en kompressor (35) till den första ventilaktuatorns (10) åtminstone en inloppsöppning (11).
9. Förbränningsmotor enligt krav 8, vari en sekundär tryckfluidkanal (36) sträcker sig från topplockskammaren (16) till nämnda kompressor (35).
10. Förbränningsmotor enligt krav 1, vari topplockskammaren (16) vidare avgränsas av en andra topplockskåpa (18).
11. Förbränningsmotor enligt krav 10, vari nämnda andra ventilaktuator (13) är lösgörbart förbunden med nämnda andra topplockskåpa (18).
12. Kåpsammansättning för ett topplock (6) hos en förbränningsmotor (1), kännetecknad av, att kåpsammansättningen innefattar en första topplockskåpa (17) inrättad att delvis avgränsa en topplockskammare (16), och en första ventilaktuator (10) och en andra ventilaktuator (13) lösgörbart förbundna med nämnda första topplockskåpa (17), varvid nämnda första ventilaktuator (10) innefattar åtminstone en utloppsöppning (12) för tryckfluid och nämnda andra ventilaktuator (13) innefattar åtminstone en utloppsöppning (15), och varvid både den första ventilaktuatorns (10) nämnda åtminstone en utloppsöppning (12) och den andra ventilaktuatorns (13) nämnda åtminstone en utloppsöppning (15) är inrättade att vara i fluidkommunikation med nämnda topplockskammare (16).
SE1351227A 2013-10-16 2013-10-16 Förbränningsmotor samt kåpsammansättning därför SE540409C2 (sv)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1351227A SE540409C2 (sv) 2013-10-16 2013-10-16 Förbränningsmotor samt kåpsammansättning därför
US15/025,396 US10119435B2 (en) 2013-10-16 2014-10-08 Combustion engine and mantle assembly therefore
RU2016118435A RU2665785C2 (ru) 2013-10-16 2014-10-08 Двигатель внутреннего сгорания и закрывающий узел для него
JP2016524124A JP6473147B2 (ja) 2013-10-16 2014-10-08 燃焼機関及びそのためのマントルアセンブリ
CN201480056730.1A CN105829667B (zh) 2013-10-16 2014-10-08 内燃机及其覆盖件组件
PCT/SE2014/051187 WO2015057133A1 (en) 2013-10-16 2014-10-08 Combustion engine and mantle assembly therefore.
KR1020167012694A KR20160070140A (ko) 2013-10-16 2014-10-08 연소 엔진 및 이를 위한 외벽 어셈블리
EP14854199.8A EP3058188B1 (en) 2013-10-16 2014-10-08 Combustion engine and mantle assembly therefore.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1351227A SE540409C2 (sv) 2013-10-16 2013-10-16 Förbränningsmotor samt kåpsammansättning därför

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE1351227A1 SE1351227A1 (sv) 2015-04-17
SE1351227A2 SE1351227A2 (sv) 2015-06-02
SE540409C2 true SE540409C2 (sv) 2018-09-11

Family

ID=52828451

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE1351227A SE540409C2 (sv) 2013-10-16 2013-10-16 Förbränningsmotor samt kåpsammansättning därför

Country Status (8)

Country Link
US (1) US10119435B2 (sv)
EP (1) EP3058188B1 (sv)
JP (1) JP6473147B2 (sv)
KR (1) KR20160070140A (sv)
CN (1) CN105829667B (sv)
RU (1) RU2665785C2 (sv)
SE (1) SE540409C2 (sv)
WO (1) WO2015057133A1 (sv)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200130922A (ko) * 2019-05-13 2020-11-23 현대자동차주식회사 듀얼 연속 가변 밸브 듀레이션 장치를 구비한 엔진 제어 시스템 및 엔진 제어 방법
SE2050229A1 (en) * 2020-03-02 2021-08-17 Freevalve Ab Internal combustion engine comprising a decentralized valve-control arrangement and method therefore
SE544645C2 (en) * 2020-03-02 2022-10-04 Freevalve Ab Actuator and method for operating an actuator

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1159690B (de) 1959-04-04 1963-12-19 Maschf Augsburg Nuernberg Ag Einrichtung zur regelbaren hydraulischen oder pneumatischen Ventilbetaetigung einer Brennkraftmaschine
JPS55101712A (en) * 1979-01-26 1980-08-04 Nissan Motor Co Ltd Valve driving system for internal combustion engine
DK225982A (da) * 1981-07-07 1983-01-08 Sulzer Ag Indstroemnings-eller udstoedningsventil til en forbraendingsmotors cylindertopstykke
FR2552492B1 (fr) * 1983-09-23 1988-01-15 Alsacienne Constr Meca Bloc electro-hydraulique de commande des soupapes pour moteur a combustion interne
US4878464A (en) * 1988-02-08 1989-11-07 Magnavox Government And Industrial Electronics Company Pneumatic bistable electronic valve actuator
US4852528A (en) * 1988-06-20 1989-08-01 Magnavox Government And Industrial Electronics Company Pneumatic actuator with permanent magnet control valve latching
JPH0342001U (sv) * 1989-08-30 1991-04-22
JPH08303220A (ja) * 1995-04-28 1996-11-19 Suzuki Motor Corp 直打式油圧ラッシュアジャスタ
CN1096538C (zh) * 2000-03-27 2002-12-18 武汉理工大学 用电子控制的共管(轨)液压驱动的内燃机的进排气系统
DE10203273A1 (de) * 2002-01-29 2003-08-07 Bosch Gmbh Robert Zylinderkopf
RU2251005C2 (ru) * 2003-04-07 2005-04-27 Голубенко Георгий Владимирович Клапанный газораспределительный механизм и способ клапанного газораспределения двигателя внутреннего сгорания
WO2007054109A1 (de) * 2005-11-10 2007-05-18 Man B & W Diesel A/S Zweitakt-grossdieselmotor
SE531265C2 (sv) * 2006-01-16 2009-02-03 Cargine Engineering Ab Metod och anordning för drivning av en ventil till en förbränningsmotors förbränningskammare, och en förbränningsmotor
US8667940B2 (en) * 2011-08-17 2014-03-11 GM Global Technology Operations LLC Engine assembly including valvetrain lubrication system

Also Published As

Publication number Publication date
US10119435B2 (en) 2018-11-06
RU2665785C2 (ru) 2018-09-04
RU2016118435A3 (sv) 2018-06-19
EP3058188A4 (en) 2017-06-07
KR20160070140A (ko) 2016-06-17
CN105829667B (zh) 2019-05-31
CN105829667A (zh) 2016-08-03
JP6473147B2 (ja) 2019-02-20
JP2016534271A (ja) 2016-11-04
WO2015057133A1 (en) 2015-04-23
SE1351227A2 (sv) 2015-06-02
EP3058188A1 (en) 2016-08-24
EP3058188B1 (en) 2019-12-04
US20160237864A1 (en) 2016-08-18
SE1351227A1 (sv) 2015-04-17
RU2016118435A (ru) 2017-11-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102496255B1 (ko) 유량제어밸브
US9121335B2 (en) System and method for an engine comprising a liquid cooling system and oil supply
CN103547326A (zh) 废热回收装置
WO2009116380A1 (ja) 油圧サーボ駆動装置、およびこれを用いた可変ターボ過給機
SE543886C2 (sv) Aktuator för axiell förskjutning av en gasväxlingsventil vid en förbränningsmotor
US10077689B2 (en) Combustion engine and gas handling system for pneumatic operation of a valve actuator
US10184361B2 (en) Combustion engine with pneumatic valve return spring
CN103582763A (zh) 用于内燃机的冷却剂循环的冷却剂泵
CN104863661A (zh) 用于控制在内燃机中的活塞冷却喷嘴的阀
SE540409C2 (sv) Förbränningsmotor samt kåpsammansättning därför
US8438848B2 (en) Engine with turbocharger and EGR
SE540359C2 (sv) Förbränningsmotor
SE1451233A1 (sv) Aktuator för axiell förskjutning av ett objekt
CN110486132A (zh) 一种变相位先导阀
JP6398660B2 (ja) エンジンの冷却用オイル通路構造
US20120272932A1 (en) Fluid pressure control valve