EA015494B1 - Gas distribution mechanism of four-stroke -ycle internal combustion engine with cylindrical valves - Google Patents
Gas distribution mechanism of four-stroke -ycle internal combustion engine with cylindrical valves Download PDFInfo
- Publication number
- EA015494B1 EA015494B1 EA200800232A EA200800232A EA015494B1 EA 015494 B1 EA015494 B1 EA 015494B1 EA 200800232 A EA200800232 A EA 200800232A EA 200800232 A EA200800232 A EA 200800232A EA 015494 B1 EA015494 B1 EA 015494B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- shaft
- cylinder
- gas distribution
- internal combustion
- distribution mechanism
- Prior art date
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 14
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 2
- 239000004519 grease Substances 0.000 claims 2
- 238000007596 consolidation process Methods 0.000 claims 1
- 239000010705 motor oil Substances 0.000 claims 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 abstract description 5
- 239000012809 cooling fluid Substances 0.000 abstract 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
Abstract
Description
Газораспределительный механизм является неотъемлемой частью поршневого четырехтактного двигателя внутреннего сгорания (в дальнейшем - ДВС), который применяется в транспорте и в других областях техники, где используется преобразование тепловой энергии в механическую.The gas distribution mechanism is an integral part of the four-stroke reciprocating internal combustion engine (hereinafter - ICE), which is used in transport and in other areas of technology where the conversion of thermal energy into mechanical energy is used.
A) Наиболее распространенным в современных ДВС является газораспределительный механизм, выполненный в виде клапанов и кулачкового распределительного вала. При этом распределительный вал, сочлененный с коленчатым валом двигателя, посредством кулачков приводит в возвратно поступательное движение тарельчатые клапаны, которые, открывая и закрывая впускные и выпускные отверстия, обеспечивают фазы газораспределения четырехтактного ДВС.A) The most common in modern ICEs is a gas distribution mechanism made in the form of valves and cam camshafts. In this case, the camshaft, articulated with the crankshaft of the engine, through the cams drives the poppet valves, which, opening and closing the inlet and outlet openings, provide the valve timing of the four-stroke ICE.
Б) В качестве альтернативы описанной конструкции американский изобретатель РоЬей О. Айке разработал узел поворотного золотника для ДВС (И8 97935344, 22.09.1997; И8 95576927, 22.12.1995). Суть изобретения состоит в том, что ДВС содержит первый поворотный золотник открытия впускного канала для воздуха, вводимого в камеру сгорания, и второй поворотный золотник для выпуска отработанных газов из камеры сгорания (Изобретения стран мира, вып. 64, № 5/2000, с. 33). Применение двух поворотных золотников на цилиндр делает конструкцию сложной, громоздкой и влечет увеличение веса на единицу мощности.B) As an alternative to the described design, the American inventor Roy O. Aike developed a rotary valve assembly for ICE (I8 97935344, 09/22/1997; I8 95576927, 12/22/1995). The essence of the invention lies in the fact that the internal combustion engine contains a first rotary valve for opening the inlet channel for air introduced into the combustion chamber, and a second rotary valve for discharging exhaust gases from the combustion chamber (Inventions of the World, issue 64, No. 5/2000, p. 33). The use of two rotary spools per cylinder makes the design complex, bulky and entails an increase in weight per unit of power.
B) Иопа16 Ва11аг6 (И8 97935231, 22.09.1997) предложил двигатель внутреннего сгорания с вращающимися клапанами. ДВС содержит вращающий клапан, вставленный в цилиндрическое отверстие, сформированное в головке цилиндра. Клапан обеспечивает подачу рабочей жидкости и отвод продуктов сгорания через впускное и выпускное отверстия, совмещаемые с отверстиями, сообщающимися с камерой сгорания (Изобретения стран мира, вып. 64, № 3/2000, с. 41). Существенным недостатком данной конструкции является то, что для размещения в клапане двух отверстий необходимого размера требуемый диаметр клапана значительно превышает диаметр рабочего цилиндра, что делает конструкцию еще более громоздкой и малоэффективной, чем в предыдущем случае.B) Iopa16 Ba11ag6 (I8 97935231, 09/22/1997) proposed an internal combustion engine with rotary valves. ICE contains a rotary valve inserted into a cylindrical hole formed in the cylinder head. The valve provides the supply of working fluid and the removal of combustion products through the inlet and outlet openings, compatible with the openings in communication with the combustion chamber (Inventions of the world, issue 64, No. 3/2000, p. 41). A significant drawback of this design is that for placing two holes of the required size in the valve, the required valve diameter significantly exceeds the diameter of the working cylinder, which makes the design even more cumbersome and ineffective than in the previous case.
Сущность представляемого изобретения состоит в том, что для газораспределения в двигателе внутреннего сгорания предлагается использовать принцип цилиндрического золотника, выполненного в виде общего вала, вращающегося в цилиндрической полости и имеющего отдельные каналы для каждого цилиндра. Ось вращения вала параллельна оси вращения коленчатого вала, а сам распределительный вал имеет для каждого цилиндра выемку в форме сегмента, либо сектора, либо другой формы. Общий вид механизма для одного цилиндра в разрезе изображен на фиг. 1. На диаграмме (фиг. 3) изображены взаимное расположение поршня и распределительного вала и направление газовых потоков в различных фазах газораспределения во время работы ДВС. Угловая скорость вращения распределительного вала вдвое меньше скорости вращения коленчатого вала. Во время работы ДВС в нужный момент выемка клапана соединяет отверстие, имеющееся в цилиндре, с отверстием впускного либо выхлопного коллектора, обеспечивая всасывание воздуха и выхлоп отработанных газов (фиг. 3). При этом важно взаимное расположение выемки клапана и отверстий цилиндра, впускного и выхлопного коллекторов. В сечении, перпендикулярном оси вращения валов, выемка должна составлять 135° по окружности клапана, а указанные отверстия - по 45° по окружности полости, расстояния между отверстиями соответственно 45, 45 и 135° (см. фиг. 1). Так как по окончании фазы всасывания в выемке клапана остается некоторое количество всасываемого воздуха, который впоследствии смешивается с выхлопными газами, данный принцип более всего подходит для двигателей с прямым впрыском топлива. На чертежах изображен пример использования представляемого принципа в дизельных ДВС.The essence of the present invention is that for gas distribution in an internal combustion engine, it is proposed to use the principle of a cylindrical spool made in the form of a common shaft rotating in a cylindrical cavity and having separate channels for each cylinder. The axis of rotation of the shaft is parallel to the axis of rotation of the crankshaft, and the camshaft itself has a recess for each cylinder in the form of a segment, or sector, or other shape. A general sectional view of the mechanism for one cylinder is shown in FIG. 1. The diagram (Fig. 3) shows the relative position of the piston and camshaft and the direction of gas flows in various phases of gas distribution during operation of the internal combustion engine. The angular velocity of the camshaft is half that of the crankshaft. During the operation of the internal combustion engine, at the right time, a recess of the valve connects the hole in the cylinder with the hole of the intake or exhaust manifold, providing air intake and exhaust exhaust (Fig. 3). In this case, the relative position of the valve recess and the cylinder bores, intake and exhaust manifolds is important. In the cross section perpendicular to the axis of rotation of the shafts, the recess should be 135 ° around the circumference of the valve, and these holes should be 45 ° around the circumference of the cavity, the distances between the holes should be 45, 45 and 135 °, respectively (see Fig. 1). Since at the end of the suction phase, a certain amount of intake air remains in the recess of the valve, which is subsequently mixed with exhaust gases, this principle is most suitable for engines with direct fuel injection. The drawings show an example of the use of the presented principle in diesel ICEs.
Для уменьшения трения распределительного вала о поверхность полости предусматривается установка подшипников скольжения. Подача смазки к трущимся поверхностям производится от масляного насоса по каналам, имеющимся в валу.To reduce the friction of the camshaft on the surface of the cavity, the installation of sliding bearings is provided. The lubricant is supplied to the rubbing surfaces from the oil pump through the channels available in the shaft.
Для предотвращения разгерметизации цилиндров предусматривается установка уплотнительных колец 2 (фиг. 2) и подпружиненных уплотнительных пластин 9 (фиг. 1). Однако, обеспечив охлаждение золотникового вала в достаточной степени и выполнив притирку вала, можно избежать необходимости в установке уплотнительных пластин.To prevent depressurization of the cylinders, the installation of sealing rings 2 (Fig. 2) and spring-loaded sealing plates 9 (Fig. 1) is provided. However, by ensuring sufficient cooling of the spool shaft and grinding the shaft, the need to install sealing plates can be avoided.
Охлаждение золотникового вала предусматривается посредством протекания охлаждающей жидкости внутри вала. Для этого вдоль оси вала предусмотрено сквозное отверстие, которое соединяется с подводящим и отводящим патрубками через специальные уплотнения, конструкция которых аналогична конструкции уплотнения водяного насоса. Поместив внутри вала спираль, можно обеспечить циркуляцию хладагента по независимому контуру без дополнительного насоса.Cooling the spool shaft is provided by the flow of coolant inside the shaft. For this purpose, a through hole is provided along the axis of the shaft, which is connected to the inlet and outlet pipes through special seals, the design of which is similar to the design of the water pump seal. By placing a spiral inside the shaft, it is possible to circulate the refrigerant in an independent circuit without an additional pump.
По сравнению с распространенными клапанными ГРМ изобретение имеет ряд существенных преимуществ.Compared with the common valve timing, the invention has several significant advantages.
1. Благодаря использованию одного общего отверстия в цилиндре для всасывания и выхлопа появляется возможность увеличения площади сечения отверстия. Вместе с уменьшением завихрений газов это дает возможность обеспечить высокую наполняемость цилиндров воздухом при всасывании и свободный проход газов при выхлопе на любых повышенных скоростных режимах.1. Through the use of one common hole in the cylinder for suction and exhaust, it becomes possible to increase the cross-sectional area of the hole. Together with the reduction of gas turbulence, this makes it possible to ensure high filling of the cylinders with air during suction and the free passage of gases during exhaust at any high speed conditions.
2. Значительно уменьшается крутящий момент, необходимый для вращения распределительного вала, что повышает надежность, увеличивает КПД двигателя и продляет срок службы деталей привода вала.2. Significantly reduces the torque required to rotate the camshaft, which increases reliability, increases engine efficiency and extends the life of the shaft drive parts.
- 1 015494- 1 015494
3. Благодаря отсутствию возвратно-поступательного движения клапанов снижаются вибрация и шум при работе двигателя.3. Due to the lack of reciprocating valve movement, vibration and noise during engine operation are reduced.
4. Конструкция упрощается, может быть применена на серийно выпускаемых ДВС. При этом уменьшается количество деталей, снижается стоимость, повышается надежность.4. The design is simplified, can be applied on a commercially available engine. At the same time, the number of parts decreases, the cost decreases, and reliability increases.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EA200800232A EA015494B1 (en) | 2007-12-22 | 2007-12-22 | Gas distribution mechanism of four-stroke -ycle internal combustion engine with cylindrical valves |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EA200800232A EA015494B1 (en) | 2007-12-22 | 2007-12-22 | Gas distribution mechanism of four-stroke -ycle internal combustion engine with cylindrical valves |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA200800232A1 EA200800232A1 (en) | 2009-06-30 |
EA015494B1 true EA015494B1 (en) | 2011-08-30 |
Family
ID=40933238
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EA200800232A EA015494B1 (en) | 2007-12-22 | 2007-12-22 | Gas distribution mechanism of four-stroke -ycle internal combustion engine with cylindrical valves |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
EA (1) | EA015494B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016123464A1 (en) * | 2015-01-29 | 2016-08-04 | Vaztec, Llc | Seal apparatus, modular rotary valve apparatus, and engine |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB180313A (en) * | 1921-05-14 | 1923-07-26 | Frankfurter Maschinenbau Aktiengesellschaft | |
GB512052A (en) * | 1937-01-25 | 1939-08-28 | Couillaud Paul | Improvements in rotary valve internal combustion engines |
FR1573321A (en) * | 1967-06-14 | 1969-07-04 | ||
SU956822A1 (en) * | 1979-05-11 | 1982-09-07 | за вители | Gas-distribution inner valve |
-
2007
- 2007-12-22 EA EA200800232A patent/EA015494B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB180313A (en) * | 1921-05-14 | 1923-07-26 | Frankfurter Maschinenbau Aktiengesellschaft | |
GB512052A (en) * | 1937-01-25 | 1939-08-28 | Couillaud Paul | Improvements in rotary valve internal combustion engines |
FR1573321A (en) * | 1967-06-14 | 1969-07-04 | ||
SU956822A1 (en) * | 1979-05-11 | 1982-09-07 | за вители | Gas-distribution inner valve |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016123464A1 (en) * | 2015-01-29 | 2016-08-04 | Vaztec, Llc | Seal apparatus, modular rotary valve apparatus, and engine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EA200800232A1 (en) | 2009-06-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9127617B2 (en) | Internal combustion engine having improved cooling arrangement | |
US6308677B1 (en) | Overhead rotary valve for engines | |
JP5497796B2 (en) | Internal combustion engine | |
US8627659B2 (en) | Engine assembly including exhaust port separation for turbine feed | |
JP2016000963A (en) | Oil cooling system of engine with turbocharger | |
KR100872640B1 (en) | Oil supply passage to reduce camshaft friction | |
SG181928A1 (en) | Coolant pump and ducts arrangement of an engine | |
US9869397B2 (en) | Modular rotary valve apparatus | |
EA015494B1 (en) | Gas distribution mechanism of four-stroke -ycle internal combustion engine with cylindrical valves | |
JP2021001604A (en) | Sealing device modular type rotary valve device and engine | |
RU200122U1 (en) | MULTI-VANE MOTOR | |
US10677190B2 (en) | Engine with rotating valve assembly | |
CA3188893A1 (en) | Head assembly with rotary valves for an internal combustion engine | |
US20160222839A1 (en) | Seal apparatus for rotary valve engine | |
JP5550662B2 (en) | Compound sleeve valve drive system | |
KR200319207Y1 (en) | Rotary type cam shaft and cylinder head | |
RU2004103014A (en) | AIR-REACTIVE DIESEL ENGINE | |
CZ2006396A3 (en) | Piston-type rotary internal combustion engine | |
JP2008014276A (en) | Turbocharger lubrication device | |
WO2009000040A1 (en) | An engine and a valve for an engine | |
JP2001317316A (en) | Shaft valve opening and closing type internal combustion engine | |
KR20040053732A (en) | Rotary type cam shaft and cylinder head | |
GB2448533A (en) | Rotary valve (rotating cylinder valve) for internal combustion engines |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ KZ KG MD TJ TM |
|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): BY RU |