SI22421A - Glava motorja z notranjim izgorevanjem z eno ali dvema ventilskima cevema in ventilske cevi za obe izvedbi - Google Patents

Abstract

Predmetni izum razkriva glavo motorja z notranjimizgorevanjem, katerega bistveni element je ventilska cev (1). Glava motorja vsebuje ohišje glave motorja (3a), v katerem se nahaja ležišče ventilske cevi (4), ki ima okrogel prerez in odprtine (4a), v katerem je vrtljivo vložena okrogla ventilska cev (1), ki vsebuje pare sesalnih komor (2a) inizpušnih komor (2b), kjer je število omenjenih parov komor enako številu delovnih valjev motorja, kjer omenjena ventilska cev (1) vsebuje, gred (11) na kateri jeuležajena v sprednjem ležaju (12) in v zadnjem ležaju (13) na omenjeno gred (11) so nanizani valji, z že izdelanimi odprtinami, ki tvorijo komore(2a, 2b) in so medsebojno nerazstavljivo spojeni in privarjeni na omenjeno gred (11), ki ima na sprednji strani daljši štrcelj, kamor je nasajen zobnik (5a), ki ventilsko gred žene, na zadnji strani pa navojno središčno odprtino (16) za izvlačenje ventilske cevi (1) iz ležišča (4). Vsaka komora (2a, 2b) ima na obodu ventilske cevi (1) po dve odprtini, ki stamedsebojno pozicionirani na 180 stopinj, kjer so začetki odprtin po taktu zaporednih sesalnih komor (2a), oziroma izpušnih komor (2b) medsebojno zamaknjeni za 45 stopinj, vsaka odprtina sesalne oziroma izpušne komore (2a, 2b) prednostno obsega od27 stopinj in 29 stopinj oboda ventilske cevi (1). Izum razkriva tudi izvedbo glave motorja (83), ki vsebuje dve ventilski cevi (91a, 91b), kjer ena vsebuje samo sesalne komore, druga pa samo izpušne komore. V obeh izvedbah izpušne komore lahko vsebujejokatalizator izpušnih plinov.

Description

Glava motorja z notranjim izgorevanjem z eno ali dvema ventilskim cevema in ventilske cevi za obe izvedbi

Predmet izuma

Predmet izumaje glava motorja z notranjim izgorevanjem z eno ali dvema ventilskima cevema in ventilske cevi za obe izvedbi, kjer izpušne komore ventilske cevi lahko vsebujejo vgrajen katalizator.

Stanje tehnike

Motorji z notranjim izgorevanjem so v tehniki že dolgo poznani. Sestavljeni so iz dveh bistvenih sestavnih delov in sicer iz bloka motorja in iz glave motorja, kjer so nameščeni ventili, svečke, cevi za dovod goriva ali mešanice goriva in zraka v cilinder in kolektorji za odvod izpušnih plinov v izpušni sistem motorja.

Med delovanjem motorja se ventili odpirajo in zapirajo s pomočjo odmične gredi, ki ima po obodu razporejene ekscentrične odmikače, ki izpušne in sesalne ventile periodično odpirajo.

Pri starejših izvedbah motorjev z notranjim izgorevanjem odmikači odmične gredi, kije nameščena v bloku motorja pritiskajo na dročnike, ki preko odmičnih drogov krmilijo nihalne vzvode, ki periodično pritiskajo na ventile.

Delovni valji motorja so lahko nameščeni zaporedno, torej po en valj v vrsti ali pa v parih in rahlo nagnjeni navzven, kot je primer poznana oblika V motorja.

Pri sodobnih izvedbah se odmična gred (ena ali več) nahaja v glavi motorja, kjer odmikači odmične gredi pritiskajo na ventile neposredno (motorji z oznako OHC, »overhead camshaft«, ali DOHC »double overhead camshaft«, ki so danes najpogosteje uporabljeni pri osebnih vozilih).

Vsak valj ima najmanj dva ventila (sesalni in izpušni), poznane pa so tudi izvedbe, kjer imajo valji več sesalnih in več izpušnih ventilov. V primeru dveh odmičnih gredi ena skrbi za odpiranje in zapiranje sesalnih ventilov, druga pa za odpiranje in zapiranje izpušnih ventilov.

Vrstni red odpiranja in zapiranja ventilov je poljuben, (npr. 1, 3, 4, 2), s čimer je določeno zaporedje delovanja delovnih valjev.

Odmično gred žene glavna gred in sicer preko verižnega, jermenskega prenosa ali zobniškega prenosa. Prestavno razmerje med glavno gredjo oziroma ročično in odmično gredjo je 2:1.

Tehnični problem

Pri obeh opisanih izvedbah je problem veliko število premičnih delov v glavi motorja in posledično več potencialnih težav in okvar, več sestavnih delov motorja, ter večja izguba energije.

Ob okvari ali bolje rečeno zamiku odmične gredi (na primer če preskoči ali se strga zobati jermen), lahko pride do trčenja bata in ventila, ki se gibljeta v isti osi in posledično do loma strojnih delov in resne okvare motorja.

Naslednji tehnični problem, ki ga predmetni izum rešuje, je položaj katalizatorja, ki je v obstoječih izvedbah motorjev nameščen v izpušnem sistemu, in je od izpušnih ventilov oddaljen 1 meter ali več. Katalizator ustrezno deluje le tedaj, ko skozi njega prehajajo izpušni plini segreti na dovolj visoko temperaturo. Ob zagonu hladnega motorja traja precej časa, preden se izpušni sistem segreje do te mere, da izpušni plini dosežejo katalizator segreti na ustrezno temperaturo in ga segrejejo na delovno temperaturo 600° do 800°C.

Naslednji problem, ki ga predmetni izum rešuje je položaj tipala »lambda«, ki ima nalogo preverjati kakovost izpušnih plinov. V obstoječih izvedbah motorjev je tipalo »lambda« nameščeno med izpušnimi ventili in katalizatorjem in torej merijo kakovost izpušnih plinov na izhodu iz delovnih valjev, ne pa na izhodu iz katalizatorja.

Naslednji problem, ki ga predmetni izum rešuje je vzdrževanje katalizatorja, kije v obstoječih izvedbah nameščen v prvem loncu izpušnega sistema in ga ni mogoče vzdrževati, na primer čistiti itd.

Razlaga pomena izrazov

Kot je omenjeno zgoraj je vrstni red odpiranja in zapiranja ventilov poljuben, (npr. 1, 3, 4,

2), s čimer je določeno zaporedje delovanja delovnih valjev.

Izraz »po taktu naslednji« ali »po taktu zaporedni«, kot je uporabljen v predmetni patentni prijavi, pomeni naslednji delovni valj, ki je določen s poljubno izbranim zaporedjem in tudi njemu pripadajoče ventile, oziroma komore, kot bo razloženo spodaj. Tako je vrstni red valjev v motorju 1, 2, 3, 4, po taktu pa so si zaporedni, oziroma si sledijo: 1, 3, 4, 2.

Kratek opis izuma

Predmetni izum zastavljene tehnične probleme rešuje z glavo motorja 3 z ventilsko cevjo 1, ki se sestoji iz parov komor, kjer par komor vsebuje sesalno komoro 2a in izpušno komoro 2b, v kateri je lahko nameščen katalizator 2c.

Omenjena ventilska cev 1 je vstavljena v votlo ležišče ventilske cevi 4 v ohišju glave motorja 3. Ohišje glave motorja 3 ima zagotovljeno vodno hlajenje, mazanje ventilske cevi, in vsebuje navojne odprtine 6 za pritrditev svečk, odprtine 7 za pritrditev glave motorja na blok motorja 110, odprtine 8 za povezavo hladilnega sistema glave motorja s hladilnim sistemom bloka motorja 110 odprtino 9 za dovod mazalnega olja od oljne črpalke skozi blok motorja 110 do ventilske cevi in 9a za odvod mazalnega olja nazaj skozi blok motorja 110 v oljno kad na dnu bloka motorja (ni prikazana) in odprtine 10 za povezavo delovnih valjev in pripadajočih parov komor 2a, 2b ventilske cevi 1.

Pogon ventilske cevi je izveden preko zobniškega prenosa 5 z delovne oziroma ročične gredi s prestavnim razmerjem 4:1.

V drugi izvedbi ima glava motorja 83 dve vzporedni ventilski cevi 91a in 91b, kjer ventilska cev 91a vsebuje samo sesalne komore, ventilska cev 91b pa samo izpušne komore, v katerih so lahko nameščeni katalizatorji. Obe ventilski cevi 91a, 91b sta vstavljeni v ohišje 83a glave motorja 83 v votli ležišči 131 in 132, ki sta izvedeni v bistvu enako, kot pri glavi motorja 3 z eno ventilsko cevjo.

Podobno kot glava motorja 3 z eno ventilsko cevjo, ima tudi glava motorja 83 z dvema ventilskima cevema zagotovljeno vodno hlajenje, mazanje obeh ventilskih cevi in vsebuje navojne odprtine 84 za pritrditev svečk in odprtine 87 za pritrditev glave motorja na blok motorja (ni prikazan), odprtine 108 za povezavo hladilnega sistema glave motorja 83 s hladilnim sistemom bloka motoija, odprtine 109 za dovod mazalnega olja od oljne črpalke skozi blok motorja do posamezne ventilske cevi in 107 za odvod mazalnega olja nazaj skozi blok motoija v oljno kad na dnu bloka motoija (ni prikazana) in odprtine 101 za povezavo delovnih valjev in pripadajočih komor ventilskih cevi 91a in 91b.

V obeh izvedbah, gledano s sprednje strani motorja (kjer se nahaja zobniški prenos 5, 5a, 95a,b,c) se glavna gred vrti v desno, ventilska cev ali cevi pa v nasprotno smer.

Kratek opis slik

V nadaljevanju je predmetni izum opisan bolj podrobno s pomočjo priloženih slik, ki prikazujejo:

Slika 1 Motor z ventilsko gredjo po predmetnem izumu v vertikalnem prerezu, prva izvedba

Slika 2 Prvo izvedbo glave motoija, pogled z zgornje sprednje strani,

Slika 3 Prvo izvedbo ventilske cevi s prikazanimi komorami in odprtinami komor, ter pogonom ventilske cevi,

Slika 4 Prvo izvedbo glave motorja brez ventilske gredi v vertikalnem prerezu,

Slika 5 Prvo izvedbo glave motorja, pogled s spodnje strani.

Slika 6 Vertikalni prerez glave motorja po prvi izvedbi, skozi sesalno komoro.

Slika 7 Vertikalni prerez glave motorja po prvi izvedbi, skozi izpušno komoro, s prikazanim katalizatoijem.

Slika 8 Drugo izvedbo glave motoija, pogled z zgornje sprednje strani,

Slika 9 Drugo izvedbo ventilskih cevi s prikazanimi komorami in odprtinami komor, ter pogonom ventilskih cevi,

Slika 10 Drugo izvedbo glave motorja, pogled s spodnje strani.

Slika 11 Glava motorja z ventilsko gredjo po drugi izvedi, v vertikalnem prerezu skozi izpušno ventilsko cev.

Slika 12 Glava motoija z ventilsko gredjo po drugi izvedi, v vertikalnem prerezu skozi sesalno ventilsko cev.

Slika 13 Vertikalni prerez glave motorja po drugi izvedbi.

Podroben opis izuma

Prva izvedba

Predmet izuma je glava motoija 3 z ventilsko cevjo 1, ki se sestoji iz parov komor, kjer par komor vsebuje sesalno komoro 2a in izpušno komoro 2b, v kateri je neobvezno nameščen katalizator 2c.

Kot je prikazano na sliki 1, so komore 2a in 2b medsebojno nepredušno ločene z notranjimi stenami 2d ventilske cevi 1.

Vsaka komora 2a, 2b ima na obodu ventilske cevi 1 po dve odprtini, ki sta medsebojno pozicionirani na 180°. Začetki odprtin posameznih po taktu zaporednih sesalnih komor 2a so medsebojno zamaknjeni za 45°, ravno tako pa tudi njim nasproti ležeče odprtine v istih komorah.

Začetki odprtin posameznih po taktu zaporednih izpušnih komor 2b so medsebojno zamaknjeni za 45°, ravno tako pa tudi njim nasproti ležeče odprtine v istih komorah. Vsaka odprtina sesalne komore 2a in vsaka odprtina izpušne komore 2b obsega med 24° in 32°, prednostno pa med 27° in 29° oboda ventilske cevi. Kot med zaključkom odprtine ene izpušne ali sesalne komore 2a, 2b in začetkom odprtine po taktu naslednje izpušne ali sesalne komore 2a, 2b je posledično med 16 in 18°. Kot med zaključkom odprtine sesalne komore 2a in začetkom odprtine izpušne komore 2b na istem valju je manjši od 28°.

V primeru ventilske cevi za motor s štirimi delovnimi valji imamo osem komor in sicer po štiri sesalne 2a in štiri izpušne komore 2b.

Pari komor 2a, 2b si vzdolž ventilske cevi sledijo v poljubnem zaporedju, s čimer je določeno zaporedje delovanja delovnih valjev (npr. 1, 3, 4, 2).

Ventilska cev 1 je vrtljivo vstavljena v ležišče ventilske cevi 4, ki ima po obodu odprtine 4a, 4b, ki se nahajajo v parih, kjer so vse odprtine 4a v isti liniji, kije paralelna osi ležišča 4, njim nasprotne odprtine 4b pa so zamaknjene za 180° in so enake velikosti in oblike kot odprtine na ventilski cevi 1 tako, da se v trenutku, ko je odprta sesalna komora 2a odprtina te komore popolnoma prekrije s pripadajočo odprtino 4a na ventilski cevi, in plinska mešanica prosto potuje iz sesalnega voda 4c skozi odprtino 4b na ležišču ventilske cevi 1, skozi sesalno komoro 2a in naprej skozi odprtino 4a in odprtino 10 za povezavo delovnih valjev in pripadajočih parov komor v pripadajoči delovni valj. Enako velja tudi v primeru, ko je odprta izpušna komora 2b, le da v tem primeru izpušni plini potujejo iz delovnega valja skozi odprtino 10, skozi odprtino 4a, skozi izpušno komoro 2b in odprtino 4b v izpušni vod 4d.

Ventilska cev 1 in njeno ležišče 4 sta izdelana iz materiala, ki je odporen na visoko temperaturo in kemične vplive in ima dobre drsne lastnosti, dobro varljivost in visoko trdnost. Tak material je na primer avstenitno nerjaveče jeklo z oznako NAR-AH-4, proizvajalca Sumitomo Metal Industries, JP.

Ventilska cev 1 sestoji iz gredi 11 na kateri je uležajena v sprednjem ležaju 12 in v zadnjem ležaju 13, kjer se sprednji ležaj 12 nahaja v sprednjem pokrovu 14 glave motorja 3, zadnji ležaj 13 pa se nahaja v zadnjem pokrovu 15 glave motorja 3. Pokrova glave motorja 14 in 15 sta na ohišje glave motorja pritrjena s pomočjo vijakov 21, 22 (Sliki 2 in 5)·

Na omenjeno gred 11 ventilske cevi 1, so nanizani valji, z že izdelanimi odprtinami, ki tvorijo komore 2a, 2b in so medsebojno nerazstavljivo spojeni (zvarjeni), ravno tako pa so pri varjeni tudi na omenjeno gred 11.

Katalizatorji 2c so vloženi v izpušne komore in varovani proti rotaciji okoli osi gredi 11 s pomočjo znanih tehnik (npr. zunanji mozniki 71 (slika 7)), pred dodajanjem naslednjega valja.

Tako izdelana ventilska cev 1 ima na sprednji strani daljši štrcelj, kamor je nasajen zobnik 5a, ki ventilsko gred žene (Slika 3) in ima manjši zunanji premer od zunanjega premera ventilske cevi 1, na zadnji strani pa središčno odprtino 16 z navojem M6 ali podobno, ki služi za izvlačenje ventilske cevi 1 iz ležišča 4, s čimer je omogočeno enostavno vzdrževanje in čiščenje ventilske cevi.

Kot je prikazano na sliki 3, ima ventilska cev 1 po zunanjem obodu nameščena radialna tesnila 2e, ki so nameščena paroma, med dvema sosednjima komorama 2a, 2b in aksialna tesnila 2f, ki so nameščena ob aksialnem robu vsake odprtine sesalne komore 2a in vsake odprtine izpušne komore 2b. Radialna tesnila so obročaste oblike s pravokotnim prerezom in so keramična ali iz visokolegiranega jekla s fosfatno prevleko, ki izboljšuje drsne lastnosti, aksialna tesnila pa so izdelana iz elastomemega tesnilnega materiala, z okroglim prerezom.

Tesnila 2e in 2f preprečujejo mešanje plinskih mešanic dveh sosednjih komor in uhajanje plinske mešanice v prostor med ventilsko gredjo in ležiščem ventilske gredi 4 (Slika 1).

Katalizator 2c (Slika 7) sestoji iz nosilnega telesa, kije iz keramike (aluminjev silikat) in je prevlečen z vmesno nosilno plastjo (npr. aluminijev oksid) in zgornje katalitične plasti, kije sestavljena iz kristalov platine.

Kot je prikazano na sliki 7, je katalizator oblikovan iz polnega materiala in sicer tako, da ima na sredini odprtino za sprejem gredi 11, skozi telo katalizatorja pa poteka množica odprtin, ki močno povečajo površino katalizatorja. Zunanja oblika katalizatorja je prilagojena tako, da ga lahko vložimo v okroglo izpušno komoro.

Ventilska cevje vstavljena v ležišče ventilske cevi 4, v glavi motoija 3.

Glava motoija 3 za ventilsko cev 1 vsebuje ohišje glave motorja 3a, kije votlo in v katerem se nahaja ležišče ventilske cevi 4. Prostor med zunanjimi stenami ohišja glave motorja 3a in ležiščem ventilske cevi 4 je namenjen pretoku hladilne tekočine, ki v glavo motorja 3 vstopa skozi odprtino 3b in skozi odprtine 8 potuje v hladilni sistem bloka motorja.

Mazanje ventilske cevi 1 je zagotovljeno z oljno črpalko (ni prikazana), ki iz oljne kadi na dnu motorja potisne mazalno olje navzgor skozi blok motoija in skozi odprtino 9 (slika 6) do razvodne mazalne cevi 61 Slika 6, kije nameščena ob ležišču ventilske cevi poteka vzporedno z njo, in je razvejana tako, da vodi do vseh parov radialnih tesnil, kjer olje pripelje med njih. Odvečno olje odteče skozi cevke 3d navzgor v oljni kanal 3c, kije v prikazani izvedbi nameščen na vrhu ohišja glave motorja, od tod pa po cevki 72 in naprej skozi odprtino 9a skozi blok motorja navzdol v oljno kad na dnu bloka motorja. Glava motoija ima na eni strani odprtine 6 za pritrditev svečk in vertikalne odprtine 7 za sprejem stojnih vijakov za pritrditev glave motorja 3 na blok motoija 110.

Na spodnji strani ima glava motoija 3 odprtine 10 za povezavo delovnih valjev in pripadajočih parov komor 2a, 2b ventilske cevi 1. Odprtine 10 predstavljajo vhod oziroma spodnjo ploskev izgorevalnega prostora, ki se nahaja v glavi motoija 3. Izgorevalni prostor ima štiri odprtine in sicer odprtino 10 na spodnji strani in dve odprtini 4a na zgornji strani, ki potekata zaporedno, od katerih ena povezuje izgorevalni prostor s sesalno komoro 2a, druga pa z izpušno komoro 2b. Četrta odprtina je navojna odprtina 6 za pritrditev svečke (ni prikazana).

V tipični izvedbi, kjer so delovni valji (npr. štirje) postavljeni v vrsto, je ventilska cev 1 vstavljena v glavo motorja tako, da poteka preko vseh valjev.

Ventilska cev je nameščena tako, daje nad vsakim delovnim valjem nameščen po en par komor 2a, 2b, ki so preko odprtine 10 periodično povezane s pripadajočim delovnim valjem.

Druga izvedba

V drugi izvedbi glave motorja z ventilsko cevjo in neobveznim katalizatorjem ima glava motorja 83 dve vzporedni ventilski cevi 91a in 91 b, kjer ventilska cev 91a vsebuje samo sesalne komore 92a, ventilska cev 91 b pa samo izpušne komore 92b, v katerih so nameščeni katalizatorji 92c (Sliki 11 in 12).

Vsaka komora 92a, 92b ima na obodu ventilske cevi 9la, 91b po dve odprtini, ki sta medsebojno pozicionirani na 180°. Začetki odprtin posameznih, po taktu zaporednih sesalnih komor 92a na sesalni ventilski cevi 91a so medsebojno zamaknjeni za 45°, ravno tako pa tudi njim nasproti ležeče odprtine v istih komorah.

Kot med zaključkom odprtine ene sesalne komore 92a in začetkom odprtine po taktu naslednje sesalne komore 92a pa je med 16° in 18°.

Začetki odprtin posameznih, po taktu zaporednih izpušnih komor 92b na izpušni ventilski cevi 91b so medsebojno zamaknjeni za 45°, ravno tako pa tudi njim nasproti ležeče odprtine v istih komorah.

Kot med zaključkom odprtine ene izpušne komore 92b in začetkom odprtine po taktu naslednje izpušne komore 92b pa je med 16° in 18°.

Vsaka odprtina sesalne komore 92a in vsaka odprtina izpušne komore 92b obsega med 24° in 32°, prednostno pa med 27° in 29° oboda ventilske cevi 9la, 91 b .

V primeru motorja s štirimi delovnimi valji imamo štiri sesalne komore 92a v sesalni ventilski cevi 9la in štiri izpušne komore 92b v sesalni ventilski cevi 91 b. Prva sesalna komora 92a v sesalni ventilski cevi 91 a in prva izpušna komora 92b v sesalni komori 91b, pripadata prvemu delovnemu valju in tvorita par komor.

Pari komor 92a, 92b si vzdolž ventilskih cevi 91a, 91 b sledijo v poljubnem zaporedju, s čimer je določeno zaporedje delovanja valjev (npr. 1, 3, 4,2).

Obe ventilski cevi 9la, 91b sta vstavljeni v ohišje 83a glave motorja 83 v ležišča ventilskih cevi 131, 132 (Slika 13), ki sta izvedeni enako, kot pri glavi motorja 3 z eno ventilsko cevjo.

Sesalna ventilska cev 91 a sestoji iz gredi 121 na kateri je uležajena v sprednjem ležaju 122 in v zadnjem ležaju 123, kjer se sprednji ležaj 122 nahaja v sprednjem pokrovu 124 glave motorja 83, zadnji ležaj 123 pa se nahaja v zadnjem pokrovu 125 glave motorja 83. Pokrova glave motorja 124 in 125 sta na ohišje glave motorja 83a pritrjena s pomočjo vijakov 126, 127 (Sliki 12 in 10).

Na omenjeno gred 121 sesalne ventilske cevi 9la, so nanizani valji, z že izdelanimi odprtinami, ki tvorijo komore 92a in so medsebojno nerazstavljivo spojeni (zvarjeni), ravno tako pa so privarjeni tudi na omenjeno gred 121.

Tako izdelana ventilska cev 91a ima na sprednji strani daljši Šircelj, kamor je nasajen zobnik 95a, ki ima manjši zunanji premer od zunanjega premera ventilske cevi 91a in z zobnikom 95c tvori zobniški par, ki ventilsko gred 91a žene (Slika 9), na zadnji strani pa središčno odprtino 128 z navojem M6 ali podobno, ki služi za izvlačenje ventilske cevi 91a iz ležišča 131, s čimer je omogočeno enostavno vzdrževanje in čiščenje ventilske cevi 91a.

Izpušna ventilska cev 91 b sestoji iz gredi 111 na kateri je uležajena v sprednjem ležaju 112 in v zadnjem ležaju 113, kjer se sprednji ležaj 112 nahaja v sprednjem pokrovu 124 glave motorja 83, zadnji ležaj 112 pa se nahaja v zadnjem pokrovu 115 glave motorja 83. Pokrova glave motorja 124 in 115 sta na ohišje glave motorja 83a pritrjena s pomočjo vijakov 126, 127 (Sliki 11 in 10).

Na omenjeno gred 111 izpušne ventilske cevi 91 b, so nanizani valji, z že izdelanimi odprtinami, ki tvorijo komore 92b, v katere je vstavljen katalizator 92c in so medsebojno nerazstavljivo spojeni (zvarjeni), ravno tako pa so privarjeni tudi na omenjeno gred 111. Tako izdelana ventilska cev 91b ima na sprednji strani daljši štrcelj, kamor je nasajen zobnik 95b, ki ima manjši zunanji premer od zunanjega premera ventilske cevi 91 a in z zobnikom 95c tvori zobniški par, ki ventilsko gred 91b žene (Slika 9), na zadnji strani pa središčno odprtino 118 z navojem M6 ali podobno, ki služi za izvlačenje ventilske cevi 91b iz ležišča 132, s čimer je omogočeno enostavno vzdrževanje in čiščenje izpušne ventilske cevi 91b, vključno s katalizatorji 92c.

Kot je prikazano na sliki 9 imata ventilski cevi 9la, 91b po zunanjem obodu nameščena radialna tesnila 9le, ki so nameščena paroma, med dvema sosednjima sesalnim komorama 92a na ventilski cevi 9la, oziroma med dvema sosednjima izpušnima komorama 92b na izpušni ventilski cevi 91 b in aksialna tesnila 91 f, ki so nameščena ob aksialnem robu vsake odprtine sesalne komore 92a na sesalni ventilski cevi 91a in vsake odprtine izpušne komore 92b na izpušni ventilski cevi 91b. Katalizatorji 92c so vloženi v izpušne komore in varovani proti rotaciji okoli osi gredi 111 s pomočjo znanih tehnik (npr. zunanji mozniki 141 (slika 7)), pred dodajanjem naslednjega valja. Tesnila in katalizator so enaki kot pri prvi izvedbi glave motorja, ki je opisana zgoraj.

Tesnila 91e in 91 f preprečujejo mešanje plinskih mešanic dveh sosednjih komor in uhajanje plinske mešanice v prostor med ventilsko gredjo in pripadajočim ležiščem ventilske gredi 131, 132.

Materiali sestavnih delov druge izvedbe so enaki kot pri enakih sestavnih delih opisanih v prvi izvedbi.

Pogon ventilskih cevi je izveden preko zobniških parov 95a, 95c in 95b, 95c z delovne oziroma ročične gredi s prestavnim razmerjem 4:1.

Sesalna ventilska cev 91a je vrtljivo vstavljene v ležišče 131. Izpušna ventilska cev 91b je vrtljivo vstavljena v ležišče 132 (Slika 13).

Ležišče 131 ima po obodu odprtine 101 a, 101 c, ki se nahajajo v parih, kjer so vse odprtine lOla v isti liniji, kije paralelna osi ležišča 131, njim nasprotne odprtine lOlc pa so zamaknjene za 180° in so enake velikosti in oblike kot odprtine na ventilski cevi 9la tako, da se v trenutku, ko je odprta sesalna komora 92a odprtina te komore popolnoma prekrije s pripadajočo odprtino lOla na ventilski cevi 91a, in plinska mešanica prosto potuje iz sesalnega voda (ni prikazan) skozi odprtino lOlc na ležišču ventilske cevi 9la, skozi sesalno komoro 92a in naprej skozi odprtino 101 a in odprtino 101 za povezavo delovnih valjev in pripadajočih parov komor v pripadajoči delovni valj.

Enako velja tudi v primeru, ko je odprta izpušna komora 92b, izpušne ventilske cevi 91 b, le da v tem primeru izpušni plini potujejo iz delovnega valja skozi odprtini 101 in lOlb, skozi izpušno komoro 92b in odprtino 101 d v izpušni vod (ni prikazan).

Glava motorja 83 vsebuje ohišje glave motorja 85, ki je votlo in v katerem se nahajata ležišči ventilskih cevi 131, 132. Prostor med zunanjimi stenami ohišja glave motorja 85 in ležiščema ventilskih cevi 131, 132 je namenjen pretoku hladilne tekočine, ki v glavo motorja 83 vstopa skozi odprtino 86 in skozi odprtine 108 potuje v hladilni sistem bloka motorja.

Mazanje ventilskih cevi 91a, 91b je podobno kot pri izvedbi z eno ventilsko cevjo, zagotovljeno z oljno črpalko (ni prikazana), ki iz oljne kadi na dnu motorja potisne mazalno olje navzgor skozi blok motorja in skozi odprtini 109 (slika 10) do razvodnih mazalnih cevi 133, 134 (Slika 13), ki sta nameščeni ob ležiščih ventilskih cevi in potekata vzporedno z njima, ter sta razvejani tako, da vodita do vseh parov radialnih tesnil, kjer olje pripeljeta med njiju. Odvečno olje odteče navzgor po cevkah 135, 136 v oljna kanala 137, 138, ki sta v prikazani izvedbi nameščena na vrhu ohišja glave motorja, od tod pa po cevkah 139, 140 in naprej skozi odprtini 107 skozi blok motorja navzdol v oljno kad na dnu bloka motorja.

Glava motorja ima na zgornji strani odprtine 84 za pritrditev svečk in vertikalne odprtine 87 za sprejem stojnih vijakov za pritrditev glave motorja 83 na blok motorja 110.

Na spodnji strani ima glava motorja 83 odprtine 101 za povezavo delovnih valjev in pripadajoče sesalne in izpušne komore 92a, 92b ventilskih cevi 91a, 91b. Odprtine 101 predstavljajo vhod oziroma spodnjo ploskev izgorevalnega prostora, ki se nahaja v glavi motorja 83.. Izgorevalni prostor ima štiri odprtine in sicer odprtino 101 na spodnji strani in odprtini 101 a, lOlbna zgornji strani, ki potekata vzporedno, od katerih odprtina 10la povezuje izgorevalni prostor s sesalno komoro 92a, odprtina lOlb pa z izpušno komoro 92b. Četrta odprtina je navojna odprtina 84 za pritrditev svečke (ni prikazana).

V tipični izvedbi, kjer so valji (npr. štirje) postavljeni v vrsto, sta ventilski cevi 91a, 91b vstavljeni v glavo motorja 83 tako, da potekata preko vseh valjev.

Ventilski cevi 9la, 91b sta nameščeni tako, da je na nasprotnih si straneh, nad vsakim delovnim valjem, nameščen po en par komor 92a, 92b, ki so preko odprtin v ležiščih ventilskih cevi 101 a, lOlb periodično povezane s pripadajočim valjem.

Za obe opisani izvedbi velja, daje tipalo »lambda« nameščeno na kolektorju izpušnih plinov, ki na slikah sicer ni prikazan, je pa že poznan in sicer za točko, kjer se izpušni vodi, ki vodijo izpušne pline iz posameznih valjev združijo v skupen vod. Možna je tudi izvedba z večimi tipali »lambda«, ki so nameščena na vsakem posameznem vodu kot tudi kombinacija obeh izvedb.

Za obe opisani izvedbi tudi velja, daje podobno kot pri izvedbah glave motorja z odmično gredjo, pred prvim zagonom motorja potrebno nastaviti položaj ventilskih cevi napram položaju valjev, kar pa poteka na enak način, kot pri poznanih glavah motorjev, zato načina nastavljanja predmetna patentna prijava ne opisuje.

Opisani izvedbi glave motorja z notranjim izgorevanjem rešujeta vse naštete tehnične probleme in sicer:

Glava motorja ima bistveno manj gibljivih delov, kot tudi sestavnih delov nasploh, kar zmanjšuje možnost okvare.

Ventilska gred in bat se ne gibljeta v isti smeri in se drug drugemu ne moreta približati, oziroma se ne moreta zaleteti, s čimer je odpravljena možnost strojeloma v primeru zamika ventilske gredi.

Katalizatorje nameščen v neposredno bližino mesta izgorevanja, s čimer je odpravljen problem zakasnelega segrevanja katalizatorja, saj se katalizator segreje praktično takoj. Položaj tipala lambda je za katalizatorjem in torej preverja kakovost izpušnih plinov na izhodu iz katalizatorja.

Ob vzdrževanju glave motorja, je ventilsko cev 1, 9la, 91b skupaj s pripadajočim zobnikom 5a, 95a, 95b možno iz glave motorja izvleči in jo očistiti, kar je še posebej pomembno za katalizator, in jo nato vložiti nazaj v njeno ležišče 4, 131, 132.

Izgorevalni prostorje izredno majhen, njegov volumen pa je možno s primernim oblikovanjem glave, kot tudi bata prilagajati zahtevam konkretnega motorja.

Predmetni izum je opisan na dveh konkretnih primerih, ki pa imata predvsem ilustrativni pomen in ga v nobenem primeru ne omejujeta.

Claims (16)

1. Ventilska cev (1), značilna po tem da vsebuje, gred (11) na kateri je uležajena v sprednjem ležaju (12) in v zadnjem ležaju (13), kjer se sprednji ležaj (12) nahaja v sprednjem pokrovu (14) glave motorja (3), zadnji ležaj (13) pa se nahaja v zadnjem pokrovu (15) glave motorja (3), kjer so na omenjeno gred (11) ventilske cevi (1), nanizani valji, z že izdelanimi odprtinami, ki tvorijo komore (2a, 2b) in so medsebojno nerazstavljivo spojeni in privarjeni na omenjeno gred (11), ki ima na sprednji strani daljši štrcelj, kamor je nasajen zobnik (5a), ki ventilsko gred žene, na zadnji strani pa navojno središčno odprtino (16) za izvlačenje ventilske cevi (1) iz ležišča (4).

2. Ventilska cev po zahtevku 1, značilna po tem da ima po zunanjem obodu nameščena radialna tesnila (2e), ki so nameščena paroma med dvema sosednjima komorama (2a, 2b) in aksialna tesnila (2f), ki so nameščena ob aksialnem robu vsake odprtine sesalne komore (2a) in vsake odprtine izpušne komore (2b), ki preprečujejo mešanje plinskih mešanic dveh sosednjih komor in uhajanje plinske mešanice v prostor med ventilsko gredjo (1) in ležiščem ventilske gredi (4).

3. Ventilska cev po zahtevku 1 in 2, značilna po tem da ima v izpušni komori (2b) vgrajen katalizator (2c).

4. Ventilska cev po zahtevku 1 2 ali 3, značilna po tem, da ima vsaka komora (2a, 2b) na obodu ventilske cevi (1) po dve odprtini, ki sta medsebojno pozicionirani na 180°, kjer so začetki odprtin po taktu zaporednih sesalnih komor (2a) medsebojno zamaknjeni za 45°, ravno tako pa tudi njim nasproti ležeče odprtine v istih komorah in kjer so začetki odprtin posameznih, po taktu zaporednih izpušnih komor (2b) medsebojno zamaknjeni za 45°, ravno tako pa tudi njim nasproti ležeče odprtine v istih komorah in kjer vsaka odprtina sesalne komore (2a) in vsaka odprtina izpušne komore (2b) obsega med 24° in 32°, prednostno pa med 27° in 29° oboda ventilske cevi (1), kot med zaključkom odprtine ene izpušne ali sesalne komore (2a, 2b) in začetkom odprtine po taktu naslednje izpušne ali sesalne komore (2a, 2b) pa je med 16° in 18°.

5. Glava motorja z notranjim izgorevanjem (3), značilna po tem, da vsebuje ohišje glave motorja (3a), v katerem se nahaja ležišče ventilske cevi (4), ki ima okrogel prerez in odprtine (4a), v katerem je vrtljivo vložena okrogla ventilska cev (1) po zahtevku 1, 2, 3 ali 4, ki vsebuje pare sesalnih komor (2)a in izpušnih komor (2b), kjer je število omenjenih parov komor enako številu delovnih valjev motorja.

6. Glava motorja po zahtevku 5, značilna po tem, da vsebuje navojne odprtine (6) za pritrditev svečk, odprtine (7) za pritrditev glave motorja na blok motorja (110), odprtino (3b) za dovod hladilnega medija v glavo motorja, odprtine (8) za povezavo hladilnega sistema glave motorja s hladilnim sistemom bloka motorja (110), odprtino (9) za dovod mazalnega olja od oljne črpalke skozi blok motorja do ventilske cevi in (9a) za odvod mazalnega olja nazaj skozi blok motorja v oljno kad na dnu bloka motorja in odprtine (10) za povezavo valjev in pripadajočih parov komor (2a, 2b) ventilske cevi (1).

7. Glava motorja po zahtevkih 5 ali 6 značilna po tem, daje razmerje vrtljajev ventilske cevi (1) in delovne gredi motorja 4:1.

8. Sesalna ventilska cev (9la), značilna po tem, da vsebuje gred (121) na kateri je uležajena v sprednjem ležaju (122) in v zadnjem ležaju (123), kjer se sprednji ležaj (122) nahaja v sprednjem pokrovu (124) glave motorja (83), zadnji ležaj (123) pa se nahaja v zadnjem pokrovu (125) glave motorja (83), kjer so na omenjeno gred (121) sesalne ventilske cevi (9la), nanizani valji, z že izdelanimi odprtinami, ki tvorijo sesalne komore (92a) in so medsebojno nerazstavljivo spojeni in privarjeni omenjeno gred (121), ki ima na sprednji strani daljši štrcelj, kamor je nasajen zobnik (95a), ki z zobnikom (95c) tvori zobniški par, ki ventilsko gred (9la) žene, na zadnji strani pa navojno središčno odprtino (128), ki služi za izvlačenje sesalne ventilske cevi (91a) iz ležišča (131).

9. Izpušna ventilska cev (91 b), značilna po tem, da vsebuje gred (111) na kateri je uležajena v sprednjem ležaju (112) in v zadnjem ležaju (113), kjer se sprednji ležaj (112) nahaja v sprednjem pokrovu (124) glave motorja (83), zadnji ležaj (112) pa v zadnjem pokrovu (115) glave motorja (83), kjer so na omenjeno gred (111) izpušne ventilske cevi (91b), nanizani valji, z že izdelanimi odprtinami, ki tvorijo izpušne komore (92b), v katere je vstavljen katalizator (92c) in so medsebojno nerazstavljivo spojeni in privarjeni na omenjeno gred (111), ki ima na sprednji strani daljši štrcelj, kamor je nasajen zobnik (95b), ki z zobnikom (95c) tvori zobniški par, ki ventilsko gred (91 b) žene, na zadnji strani pa navojno središčno odprtino (118), za izvlačenje ventilske cevi (91 b) iz ležišča (132).

10. Sesalna ventilska cevi (9la) po zahtevku 8, značilna po tem, da ima po zunanjem obodu nameščena radialna tesnila (9le), ki so nameščena paroma, med dvema sosednjima sesalnim komorama (92a) in aksialna tesnila (91f), ki so nameščena ob aksialnem robu vsake odprtine sesalne komore (92a), ki preprečujejo mešanje plinskih mešanic dveh sosednjih komor in uhajanje plinske mešanice v prostor med sesalno ventilsko gredjo (91a) in ležiščem sesalne ventilske gredi (131).

11. Izpušna ventilska cevi (9lb) po zahtevku 9, značilna po tem, da ima po zunanjem obodu nameščena radialna tesnila (9le), ki so nameščena paroma, med dvema sosednjima izpušnima komorama (92b) na izpušni ventilski cevi (9lb) in aksialna tesnila (91f), ki so nameščena ob aksialnem robu vsake odprtine izpušne komore (92b) na izpušni ventilski cevi (91 b), ki preprečujejo mešanje plinskih mešanic dveh sosednjih komor in uhajanje plinske mešanice v prostor med izpušno ventilsko gredjo in ležiščem izpušne ventilske gredi (132).

12. Sesalna ventilska cev (91 a) po zahtevkih 8 ali 10, značilna po tem, da ima vsaka komora (92a) na obodu sesalne ventilske cevi (9la) po dve odprtini, ki sta medsebojno pozicionirani na 180°, začetki odprtin posameznih po taktu zaporednih sesalnih komor (92a) so medsebojno zamaknjeni za 45°, ravno tako pa tudi njim nasproti ležeče odprtine v istih komorah in kjer vsaka odprtina sesalne komore (92a) obsega med 24° in 32°, prednostno pa med 27° in 29° oboda ventilske cevi (9la), kot med zaključkom odprtine ene sesalne komore (92a) in začetkom odprtine po taktu naslednje sesalne komore (92a) pa je med 16° in 18°.

13. Izpušna ventilska cev (91 b) po zahtevkih 9 ali 11, značilna po tem, da ima vsaka komora (92b) na obodu izpušne ventilske cevi (91 b) po dve odprtini, ki sta medsebojno pozicionirani na 180°, začetki odprtin posameznih po taktu zaporednih izpušnih komor (92b) so medsebojno zamaknjeni za 45°, ravno tako pa tudi njim nasproti ležeče odprtine v istih komorah in kjer vsaka odprtina izpušne komore (92b) obsega med 24° in 32°, prednostno pa med 27° in 29° oboda ventilske cevi (9lb), kot med zaključkom odprtine ene izpušne komore (92b) in začetkom odprtine po taktu naslednje izpušne komore (92b) pa je med 16° in 18°.

14. Glava motorja z notranjim izgorevanjem (83), značilna po tem, da vsebuje ohišje glave motorja (83a), v katerem se nahajata votli ležišči (131, 132), ki imata okrogel prerez in odprtine (lOla, 101 c in lOlb, lOld), v kateri sta vrtljivo vstavljeni po ena okrogla ventilska cev, in sicer v ležišče (131) sesalna ventilska cev (9la) po zahtevkih 8, 10 ali 12, ki vsebuje samo sesalne komore (92a) v ležišče (132) pa izpušna ventilska cev (91b) po zahtevkih 9, 11 ali 13, ki vsebuje samo izpušne komore (92b), kjer je število sesalnih komor (92a), število izpušnih komor (92b) in število delovnih valjev motorja medsebojno enako.

15. Glava motorja po zahtevku 14, značilna po tem, da vsebuje navojne odprtine (84) za pritrditev svečk, odprtine (87) za pritrditev glave motorja na blok motorja, odprtine (108) za povezavo hladilnega sistema glave motorja (83) s hladilnim sistemom bloka motorja, odprtine (109) za dovod mazalnega olja od oljne črpalke skozi blok motorja do posamezne ventilske cevi in odprtine (107) za odvod mazalnega olja nazaj skozi blok motorja v oljno kad na dnu bloka motorja in odprtine (101) za povezavo delovnih valjev in pripadajočih komor (92a, 92b) ventilskih cevi (9la in 91 b).

16. Glava motorja po zahtevkih 14 ali 15 značilna po tem, daje razmerje vrtljajev sesalne ventilske cevi (9la) in delovne gredi motorja 4 : 1 in da je razmerje vrtljajev izpušne ventilske cevi (9lb) in delovne gredi motorja 4:1.