FI110887B - Pyörivä pallomainen tuloventtiili tai poistoventtiili - Google Patents

Description

110887

Pyörivä pallomainen tuloventtiili tai poistoventtiili Tämä hakemus on jakamalla erotettu hakemuksesta FI-942202.

Esillä olevan keksinnön kohteena on mäntä- ja sylinterityyppinen polttomoottori ja 5 erityisesti patenttivaatimuksen 1 johdannon mukainen pyörivä pallomainen tuloventtiili tai poistoventtiili käytettäväksi palloventtiilin sisältävässä polttomoottorissa polttoaine- ja ilmaseoksen syöttämiseksi sylinteriin ja vastaavasti pakokaasujen poistamiseksi sylinteristä.

Mäntä- ja sylinterityyppisessä polttomoottorissa on välttämätöntä täyttää sylinteri 10 polttoaine- ja ilmaseoksella polttojaksoa varten ja poistaa tai päästää pakokaasut moottorin kunkin sylinterin poistojakson yhteydessä. Tavanomaisissa mäntä-ja sy-linterityyppisissä moottoreissa nämä toimenpiteet tapahtuvat tuhansia kertoja minuutissa sylinteriä kohti. Tavanomaisessa polttomoottorissa jakoakselin kiertoliike aiheuttaa jousitoimisen venttiilin avautumisen polttoaine- ja ilmaseoksen virtaami-15 sen sallimiseksi kaasuttimesta sylinteriin ja polttokammioon männän imutahdin aikana. Tämä jakoakseli sulkee tuloventtiilin sylinterin puristus-ja polttoiskun aikana ja sama jakoakseli avaa toisen jousitoimisen venttiilin, poistoventtiilin, sylinterin tyhjentämiseksi kokoonpuristumisen ja polton tapahduttua. Nämä pakokaasut poistuvat sylinteristä ja tulevat poistokaasuputkistoon.

> · » 20 Tavanomaisten jousitoimisilla venttiileillä varustettujen polttomoottorien tehokkaa- , seen toimintaan liittyvä laitteisto sisältää jouset, sokkakiilat, ohjaimet, venttiilivipu- : akselit ja itse venttiilit, jotka on yleensä asetettu sylinterin päähän, niin että ne nor- .. ,: maalisti toimivat pääasiassa pystysuorassa asennossa, niiden aukon johtaessa sylin- , · · *. terin sisään kaasujen syöttämistä tai päästöä tai tyhjennystä varten.

* » 25 Moottorin kierrosluvun kasvaessa venttiilit avautuvat ja sulkeutuvat tiheämmin, jol- !: loin ajoituksesta ja toleransseista tulee kriittinen männän tahattoman kosketuksen estämiseksi avoimeen venttiiliin, mikä voisi aiheuttaa moottorin vakavan vahingoit- , ·' : tumisen. Edellä mainitun laitteiston ja toiminnan suhteen normaalina käytäntönä on • > » se, että kukin sylinteri sisältää yhden poisto- ja yhden tuloventtiilin edellä mainit-30 tuine asianmukaisine laitteistoineen, useiden polttomoottorien ollessa nykyisin va-i : : rustettuina moninkertaisilla venttiilijärjestelmillä, joista jokainen käsittää siihen •: i liittyvän laitteiston ja moninkertaiset jakoakselit.

2 110887

StandardimaUisessa polttomoottorissa jakoakselia pyöritetään kampiakselin avulla käyttäen jakohihnaa tai -ketjua. Tämän jakoakselin ja siilien liittyvien jakoakselin avulla toimivien venttiilien käyttö tarjoaa mahdollisuuden moottorin tehon alentamiseksi eri elementtien toimintaan liittyvän kitkan välityksellä.

5 Tämän patentin hakija on kehittänyt polttomoottoreita varten tarkoitettua pyörivää palloventtiiliyhdistelmää seuraavien US-patenttijulkaisujen avulla: 4 944 261; 4 953 527; 4 989 558 ja 4 976 232. Patentin hakijan pyörivä palloventtiiliyhdistelmä eliminoi pois paljon siitä laiteistosta, joka liittyy tavallisissa autoissa käytettyyn tavanomaiseen standardimalliseen lautasventtiiliyhdistelmään. Hakijan pyörivän pallo loventtiiliyhdistelmän tarjoamat edut on selostettu edellä mainituissa US-patentti-julkaisuissa.

Hakijan pyörivä palloventtiiliyhdistelmä vähentää polttomoottorin toimintaa varten vaadittujen osien lukumäärää ja myös lisää moottorin tehoa ja vähentää päästöjä.

Esillä olevan patenttihakemuksen kohteena on parannettu pyörivä palloventtiili 15 käyttöä varten patentin hakijan venttiiliyhdistelmässä, jolloin tuloventtiiliin voidaan syöttää polttoaine- ja ilmaseosta sen molemmilta puolilta moottorin tuuletuksen ja sylinterin polttoaine- ja ilmaseoksella tapahtuvan täytön parantamiseksi ja jolloin poistoventtiili voidaan tyhjentää sen molemmilta puolilta käytetyn seoksen poistamisen tehostamiseksi ja pyörivän poistoventtiilin käyttölämpötilan samanaikaiseksi 20 vähentämiseksi päästöjen pienentämiseksi edelleen.

: Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on saada aikaan uusi ja ainutlaatuisella tavalla I parannettu pyörivä palloventtiili käytettäväksi polttomoottoria varten tarkoitetussa ’' ‘: pyörivässä venttiiliyhdistelmässä.

i · ' ’ Esillä olevan keksinnön eräänä toisena tarkoituksena on saada aikaan uusi ja ainut- t I » * » 25 laatuisella tavalla parannettu pyörivä palloventiili, joka sallii tuloventtiilin syöttämi-sen polttoaine- ja ilmaseoksella samanaikaisesti venttiilin molemmilta puolilta.

,.,.: Esillä olevan keksinnön eräänä toisena tarkoituksena on saada aikaan uusi ja ainut- ,··, laatuisella tavalla parannettu pyörivä palloventiili käytettäväksi polttomoottoria varten tarkoitetussa pyörivässä venttiiliyhdistelmässä, jossa poistoventtiili tyhjenne-’ · ‘ ’: 30 tään molemmilta puoliltaan sylinteristä tulevien käytettyjen kaasujen tyhjentämisen I » * parantamiseksi ja poistoventtiilin lämpötilan pitämiseksi alhaisena.

t * * » * · ’ * *; * Esillä olevan keksinnön eräänä lisätarkoituksena on vielä saada aikaan uusi ja ainut- :* laatuisesti parannettu pyörivä ventiiliyhdistelmä käytettäväksi polttomoottoria varten 110887 3 tarkoitetussa pyörivässä venttiiliyhdistelmässä, jossa parannettujen kiertoventtiilien painoa on vähennetty.

Esillä olevan keksinnön eräänä lisätarkoituksena on vielä saada aikaan uusi ja ainut-laatuisesti parannettu pyörivä venthliyhdistelmä käytettäväksi polttomoottoria varten 5 tarkoitetussa pyörivässä venttiiliyhdistelmässä, jossa pyörivän palloventtiilin sisäiset tiehyet parantavat polttoaine- ja ilmaseoksen syöttöä sylinteriin ja kulutettujen kaasujen tyhjentämistä sylinteristä.

Edellä kuvatut tavoitteet saavutetaan keksinnön mukaisella pyörivällä venttiiliyhdis-telmällä, jolle on tunnusomaista se, mitä on määritelty patenttivaatimuksen 1 tun-10 nusmerkkiosassa.

Edellä kuvatut tarkoitukset saavutetaan keksinnön mukaisella pyörivällä tuloventtii-lillä tai poistoventtiilillä, joille on tunnusomaista se, mitä on määritelty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

Keksinnön kohteena on siis parannettu pyörivä palloventtiili käyttöä varten poltto-15 moottorissa yhdessä parannetun sulkuvälineen kanssa, joka sallii polttoaine- ja ilma-seoksen syöttämisen sylinteriin pyörivän tulopalloventtiilin molemmilta sivuilta ja kulutettujen pakokaasujen poistamisen sylinteristä pyörivän poistopalloventtiilin molemmilta puolilta, tämän pyörivän poistopalloventtiilin kyetessä tehostamaan pakokaasujen virtausta poistojakoputkistoon.

20 Keksinnön kohteet ja sen tarjoamat muut edut käyvät ilmi seuraavaista piirustuksista, joissa: : ' kuvio 1 esittää sivukuvantoa parannetusta pyörivästä tulopalloventtiilistä; I < · : : kuvio 2 esittää päätekuvantoa parannetusta pyörivästä tulopalloventtiilistä; *: * i kuvio 3 esittää perspektiivikuvantoa parannetusta pyörivästä tulopalloventtiilistä; 25 kuvio 4 esittää sivukuvantoa parannetusta pyörivästä poistopalloventtiilistä; kuvio 5 esittää päätekuvantoa parannetusta pyörivästä poistopalloventtiilistä; kuvio 6 esittää perspektiivikuvantoa parannetusta pyörivästä poistopalloventtii-listä; I · · 4 110887 kuvio 7 esittää päälliskuvantoa nelisylinterisestä halkiopääyhdistelmästä näyttäen sen tavan, jolla pyörivät tulopalloventtiilit täytetään polttoaine- ja ilma-seoksella ja pakokaasut poistetaan pyörivistä poistopalloventtiileistä; kuvio 8 esittää sivuttaista poikkileikkauskuvantoa sylinteripääyhdistelmästä näyt-5 täen pyörivän tulo- ja poistopalloventtiilin välisen suhteen; kuvio 9 esittää perspektiivikuvantoa sylinteripääyhdistelmästä näyttäen pyörivän tulo-ja poistopalloventtiilin välisen suhteen; kuviot lOa-d esittävät sivukuvantoja pyörivästä poistoventtiilistä näyttäen peräkkäisessä järjestyksessä pakokaasujen poistotavan sylinteristä; 10 kuvio 11 esittää osiin hajotetuttua sivukuvantoa parannettua pyörivää palloventtii-liä varten tarkoitetusta sulkuvälineestä; ja kuvio 12 esittää osiin hajotettua perspektiivikuvantoa tästä sulkuvälineestä.

Kuvioissa 1, 2 ja 3 on esitetty sivu-, pääte- ja perspektiivikuvanto esillä olevan keksinnön kohteena olevasta tulopallorumpuventtiilistä. Tämän tulopallorummun 10 15 rajoittaa pallomainen osa, jonka muodostaa kaksi pallomaisen keskiosan ympärille asetettua samansuuntaista sivuseinää 14 ja 16, joiden väliin muodostuu pallomainen kehäpääteseinä 12. Sivuseinät 14 ja 16 sisältävät vastaavasti niistä sisäänpäin ulottuvat pyöreät donitsin muotoiset ontelot 18 ja 20, jotka on erotettu pallomaisen tulo-rummun 10 sisällä olevan väliseinän 22 avulla yhtäläisen etäisyyden päähän rengas-20 maisista sivuseinistä 14 ja 16.

* · ’ . Väliseinän 22 läpi on asetettu kulkemaan keskeisesti akseliasennuselementti 24, ; .* jonka pituus vastaa pallomaisen pääteseinän 12 leveyttä. Tämän keskeisen akselia- sennuselementin 24 kautta kulkee aksiaalinen reikä 26. Keskeinen akseliasennus-*· ·' elementti 24 ja aksiaalinen läpikulkeva reikä 26 muodostavat välineen tulopallo- ': 25 rummun 10 asentamiseksi keskeisesti asetettuun akseliin 28 (ei näy) tulopallorum- :: mun 10 pyörivää liikettä varten polttoaine- ja ilmaseoksen syöttämiseksi auton sylin teriin, kuten seuraavassa yksityiskohtaisemmin selostetaan.

... Pallomainen kehäpääteseinä 12 sisältää pinnallaan olevan aukon 30 yhteyttä varten ; pyöreisiin donitsin muotoisiin onteloihin 18 ja 20. Väliseinän 22 kautta kulkee tie- *: : 30 hyt pyöreiden donitsin muotoisten onteloiden 18 ja 20 välistä yhteyttä varten. Tämä tiehyt 32 on muodostettu väliseinään 22 pallomaisen kehäpääteseinän 12 aukon 30 ·'·, viereen.

5 110887 Tässä sovellutusmuodossa molemmat pyöreät donitsin muotoiset ontelot 18 ja 20 ovat yhteydessä tulojakoputkistosta tulevan polttoaine- ja ilmaseoksen tai ilmaseok-sen lähteen kanssa syöttöä varten polttomoottorin sylinteriin. Tulopallorumpuun 10 voidaan siten syöttää polttoaine- ja ilmaseosta tai ilmaseosta rummun molemmilta 5 puolilta.

Pallomaisessa pääteseinässä 12 oleva aukko 30 on yhteydessä polttomoottorin sylinterin tuloaukon kanssa akselilla 28 olevan tulopallorummun 10 kiertoliikkeen ansiosta. Tämä tuloaukko sallii polttoaine- ja ilmaseoksen tai ilmaseoksen, kysymyksen ollessa polttoaineruiskutuksella varustetusta moottorista, kulkemisen pyöreistä 10 donitsin muotoisista onteloista 18 ja 20 aukon 30 kautta sylinterin sisään.

Tulopallorummun 10 lisäkiertoliike siirtää tuloaukon 30 pois sylinterin tuloaukosta, tulopallorummun 10 pallomaisen kehäpääteseinän 12 sulkiessa sylinterin tuloaukon keskeyttäen siten polttoaine- ja ilmaseoksen virtauksen sylinteriin. Polttoaine- ja il-maseos tai ilmaseos virtaa jatkuvasti tulojakoputkistosta tulopallorummun 10 pyö-15 reisiin donitsin muotoisiin onteloihin 18 ja 20 syöttöä varten sylinteriin tulopallorummun 10 seuraa van pyörimisliikkeen yhteydessä, kun tuloaukko 30 taas tulee kammion tuloaukon kohdalle.

Kuviot 4, 5 ja 6 esittävät sivu-, pääte- ja perspektiivikuvantoa esillä olevan keksinnön kohteena olevasta poistopallorummusta 40. Tämän poistopallorummun 40 ra-20 joittaa pallomainen osa, jonka muodostaa kaksi pallomaisen keskiosan ympärillä olevaa yhdensuuntaista sivuseinää 44 ja 46, joiden väliin muodostuu pallomainen kehäpääteseinä 42. Sivuseinät 44 ja vastaavasti 46 sisältävät sisäänpäin ulottuvat ontelot 48 ja 50. Ontelot 48 ja 50 on erotettu toisistaan poistopallorummun 40 sisäl-: lä olevan väliseinän 52 avulla.

;;; 25 Väliseinän 52 läpi on asetettu kulkemaan keskeisesti akseliasennuselementti 54, ’ " ’ jonka pituus vastaa pallomaisen pääteseinän 42 leveyttä. Tämän keskeisen akselia- 11«·* sennuselementin 54 kautta kulkee aksiaalinen reikä 56. Keskeinen akseliasennus-:: elementti 54 ja aksiaalinen läpikulkeva reikä 56 muodostavat välineen poistopallo rummun 40 asentamiseksi keskeisesti asetettuun akseliin 28 (ei näy) poistopallo-·:**: 30 rummun 40 pyörivää liikettä varten polttoaine- ja ilmaseoksen syöttämiseksi auton •' ‘ : sylinteriin, kuten seuraavassa yksityiskohtaisemmin selostetaan.

Pallomainen kehäpääteseinä 42 sisältää pinnallaan olevan aukon 60 yhteyttä varten pyöreisiin donitsin muotoisiin onteloihin 48 ja 50. Väliseinän 52 kautta kulkee tie- . . ·. hyt pyöreiden donitsin muotoisten onteloiden 48 ja 50 välistä yhteyttä varten. Tämä » » · 6 110887 tiehyt 62 on muodostettu väliseinään 52 pallomaisen kehäpääteseinän 42 aukon 60 viereen.

Tässä sovellutusmuodossa molemmat ontelot 48 ja 50 ovat yhteydessä poistojako-putkistoon käytettyjen kaasujen poistamiseksi polttomoottorin sylinteristä. Poisto-5 pallorumpu 40 kykenee siten poistamaan käytetyt kaasut sylinteristä rummun molemmilta puolilta.

Aukko 60 ja pallomainen pääteseinä 42 ovat käytännössä yhteydessä polttomoottorin sylinterin poistoaukkoon akselilla 58 olevan poistopallorummun 40 kiertoliikkeen johdosta. Poistoaukko sallii käytettyjen kaasujen kulkemisen sylinteristä aukon 10 60 ja onteloiden 48 ja 50 kautta poistojakoputkistoon.

Poistopallorummun 40 lisäkiertoliike siirtää poistoaukon 60 pois sylinterin poisto-aukosta, poistopallorummun 40 pallomaisen kehäpääteseinän 42 sulkiessa sylinterin poistoaukon ja keskeyttäessä siten käytettyjen kaasujen tyhjennyksen sylinteristä. Poistopallorummun 40 ollessa suljetussa tai keskeytetyssä asennossa sylinteri suorit-15 taa täyttö- ja kokoonpuristusiskunsa ja poistopallorummun 40 lisäkiertoliike siirtää aukon 60 kosketukseen sylinterin poistoaukon kanssa sallien käytettyjen kaasujen pääsyn sylinteristä poistoiskun aikana sylinterin poistoaukon, aukon 60, ja onteloiden 48 ja 50 kautta poistojakoputkistoon.

Suositeltavassa sovellutusmuodossa onteloiden 48 ja 50 syvyys vaihtelee rengas- 20 maisista sivuseinistä 44 ja 46 lähtien väliseinään 52 asti pakokaasujen poistamisen edistämiseksi. Väliseinä 52 rajoittaa maksimisyvyyden onteloissa 48 ja 50 välittö- mässti aukon 60 reunan vieressä, tämän aukon kiertäessä alkuperäiseen linjaukseen ’ ’; sylinterin poistoaukon kanssa. Onteloiden 48 ja 50 syvyys vähenee siten, että onte- » »· ; loihin 48 ja 50 muodostuu tulppa 49 ja 51 aukon 60 vastakkaisen reunan viereen.

; ;* 25 Tämä aukon 60 vastakkainen reuna sisältää osan, joka on viimeisenä yhteydessä sy- ·’ linterin poistoaukon kanssa kiertoliikkeen aikana. Onteloiden 48 ja 50 kaltevuus : voisi olla asteettaisesti kierukkamainen tai jyrkästi ylöspäin nouseva tulppien 49 ja 51 läheisyydessä. Tarkoituksena on saada aikaan puristuspainevaikutus pakokaasujen nopean poistamisen edesauttamiseksi jakoputkistoon. On selvää, että poistovent-•: ·: 30 tiili toimisi myös yhdessä onteloiden 48 ja 50 kanssa määrätyllä syvyydellä. Tulpat •' * ’: 49 ja 51 ovat suositeltavia sovellutuksia lisäpuristuspaineen kohdistamiseksi pako- ' . kaasujen poistamista varten.

« · :: Pyörivän palloventtiilin tarkoituksena on eliminoida tarve työntötankoventtiilien ja · ’·. niihin liittyvien laitteistojen suhteen ja saada aikaan väline sylinterin täyttämiseksi 7 110887 tehoiskuaan varten ja sen tyhjentämiseksi poistoiskunsa aikana. Kuten kuviosta 7 käy selvemmin ilmi, tulopallorumpu 10 ja erityisesti ontelot 18 ja 20 ovat jatkuvassa yhteydessä kaasuttimesta tuloportin 114 kautta tulevan polttoaine- ja ilmaseoksen kanssa, ja tämä onteloissa 18 ja 20 oleva polttoaine- ilmaseos syötetään sylinteriin, 5 kun tuloaukko 30 tulee kiertolinjaukseen sylinteripään alapuohskossa olevan tulo-portin kanssa, kuten seuraavassa selostetaan. Kun tuloaukko 30 ei ole linjattuna sylinterin tuloportin kanssa, pääteseinän 12 kaareva kehälinja sulkee sylinterin tulo-portin. Sylinterin poistoiskun yhteydessä poistopallorummun 40 pääteseinän 42 kaareva kehälinja pitää sylinterin poistoportin suljettuna, kunnes poistopallorummun 40 10 kaarevalla kehällä oleva poistoaukko 60 tulee kiertolinjaukseen sylinteripään ala-puoliskoon asetetun sylinterin poistoportin kanssa. Männän poistoisku pakottaa sitten kaasut virtaamaan poistoportin kautta poistopallorummun 40 onteloihin 48 ja 50 ja sen jälkeen poistojakoputkistoon 120. Alaan perehtynyt henkilö ymmärtää, että tuloaukon 30 asetus tulopallorumpuun 10 ja poistoaukon 60 asetus poistopallorum-15 puun 40 suoritetaan sylinterin sisällä olevan männän teho- ja poistoiskujen yhteydessä ja ottaen huomioon moottorin ajoitusvaatimukset.

Kuvio 8 esittää sivuleikkauskuvantoa sylinteristä ja sylinteripäästä sisällä olevan männän ollessa yhteydessä tulopallorumpuun 10. Sylinteri, mäntä ja yhde ovat samanlaisia kuin tavanomaisessa polttomoottorissa. Kuviossa näkyy moottoriyhde 20 100, jonka sylinterionteloon 102 on asetettu sen sisällä edestakaisin liikkuva mäntä 104, joka on kiinnitetty kampiakseliin 103. Itse sylinterionteloa ympäröivät useat tiehyet 106, jotka sallivat jäähdytysväliaineen virtaamisen lävitseen moottorin lämpötilan ylläpitämiseksi. Kuten alaan perehtynyt henkilö ymmärtää, tulevat sylinteri-• . ontelo ja siinä oleva mäntä näkyviin, kun sylinteripää poistetaan polttomoottorista.

'. . 25 Esillä olevan patentin hakijan patentissa esiintyvä moottoripää käsittää halkiopään, ; ,* joka käsittää alaosan 110, joka on kiinnitetty moottoriyhteeseen 100 ja sisältää tulo- portin 108 sylinteriä 102 varten. Tuloportti 108 on asetettu puolipallon muotoiseen ‘ · * rumpuonteloon 107, jonka rajoittaa kahden kohtisuoran yhdensuuntaisen tason sisä- osa tulopallorummun 10 tuloaukon 30 asetusta varten. Halkiopääyhdistelmän ylä-30 puolisko 112 sisältää myös puolipallon muotoisen rumpuontelon 113, jonka rajoittaa kahden yhdensuuntaisen tason sisäosa ontelon muodostamiseksi tulopallorummun ·:·: 10 yläpuoliskon vastaanottaamista varten. Kun halkiopään yläpuolisko 112 ja ala- •1": puolisko 110 on kiinnitetty moottoriyhteeseen standardimallisten pääpulttien avulla, • . tulopallorumpu 10 on koteloitu kiertyvästi ontelon sisään, jonka halkiopääyhdistel- 35 män molemmat puoliskot rajoittavat.

g 110887

Ylempään ja alempaan halkiopääyhdistelmään 112 ja 110 on muodostettu ontelo, joka yhtyy sivuseiniin 14 ja 16 ja siten myös onteloihin 18 ja 20 tulopallorummussa 10. Ontelot 115 ja 117 ovta yhteydessä tulojakoputkistoon ja tuloporttiin 114 polttoaine- ja ilmaseoksen virtauksen sallimiseksi tulopallonimmun 10 onteloihin 18 ja 5 20. Tällä tavoin tulopallorumpu 10 on jatkuvassa yhteydessä onteloihin 18 ja 20 syötettävän polttoaine- ja ilmaseoksen lähteen kanssa, niin että kun tulopallorum-mun 10 kehäpääteseinän kehällä 12 oleva tuloaukko 30 tulee linjatuksi sylinteriin johtavan tuloportin kanssa, polttoaine- ja ilmaseos asetetaan valmiiksi syöttämistä varten sylinteriin. Tämä jäijestely näkyy parhaiten kuviossa 7.

10 Seuraavassa selostettava suljentaväline 116 on asetettu tuloportin 108 ympärille sy-linterionteloon 102 tehokkaan suljennan aikaansaamiseksi tulopallonimmun 10 kiertoliikkeen aikana. Suljentaväline 116 tarjoaa käyttöön tehokkaan suljennan tulo-pallorummun 10 pääteseinän 12 kehän kanssa.

Täsä sovellutusmuodossa tulopallorummussa 10 olevat ontelot 18 ja 20 täytetään 15 jatkuvasti polttoaine- ilmaseoksella tuloportin 114 kautta. Tätä polttoaine- ja ilma-seosta ei syötetä sylinterionteloon 102 ennen kuin tuloaukko 30 tulee kiertolinjauk-seen sylinteriin 120 johtavan tuloportin 108 kanssa. Suljentamekanismi 116 toimii yhdessä tulopallonimmun 10 kehän 12 kaarevan kehän 12 kanssa tehokkaan kaasu-tiiviin suljennan muodostamiseksi polttoaine- ja ilmavirtauksen kulkemisen varmis-20 tamiseksi onteloista 18 ja 20 tuloportin 108 kautta sylinterionteloon 102. Normaalin toiminnan yhteydessä tämä syöttötoimenpide tapahtuu männän 104 liikkuessa alaspäin tuloiskun aikana, jolloin sylinteri täytetään polttoaine- ja ilmaseoksella. Heti kun tuloaukko 30 on suljettu, niin että se ei enää ole samassa linjassa sylinteriin joh-: tavan tuloportin 108 kanssa, tulopallorummun 10 kaareva pallomainen kehä 12 sul- . : 25 kee tuloportin yhdessä suljentamekanismin 116 kanssa männän 104 tehoiskun ja ,: polttoaine- ja ilmaseoksen sytytyksen valmistelua varten. Tulopallorumpua 10 kier- : retään akselin 28 avulla, johon tulopallorumpu 10 on asetettu. Akseli 28 on yhtey- • i dessä ajoitusketjuun tai vastaavaan laitteeseen ja kampiakseli, johon männät 104 on •. asennettu, varmistaa tuloportin 108 avauksen ja suljennan asianmukaisen ajoituksen 30 tulopallorummussa 10 olevan tuloaukon 30 linjauksen avulla.

Poistopallorumpu 40 on asetettu samaan moottoriyhteeseen 100, jonka sisältämään ',,sylinterionteloon 102 on asetettu sen sisällä edestakaisin liikkuva mäntä 104. Ylä- ja . alapäät 110 ja 112 on kiinnitetty moottoriyhteeseen 100. Poistopallorumpu 40 on • ·. asetettu kiertyvästi halkiopääyhdistelmän ylä- ja alapuoliskon 110 ja 112 sisälle • » Γ 35 rumpukammiossa 107 ja 113 tulopallorummun 10 tavoin. Poistopallorumpu 40 on *.:: yhteydessä sylinteriontelon 102 poistoportin 109 kanssa.

9 110887

Poistotoimenpiteen yhteydessä mäntä 104 on suorittanut loppuun tehoiskunsa puristaen siten sylinterin sisällä olevan polttoaine- ja ilmaseoksen kokoon ja sytyttäen sen. Tämä tehoisku suoritetaan tulopallorummun 10 kaarevan pallomaisen kehän ja poistopaUommmun 30 avulla, joka saa aikaan vastaavan tuloportin 108 ja poisto-5 portin 109 vaaditun tiiviin suljennan. Polttoaineen ja ilman seoksen syttyminen siirtää mäntää alaspäin sylinteriontelossa 102 ja siten mäntä 104 aloittaa nousuliik-keensä poistoiskun yhteydessä. Akselilla 28 kiertävä ja ajoitusyhteydessä kampiakselin kanssa oleva poistopallorumpu 40 kiertää ja siirtää poistorummun 40 pallomaisella kehällä olevan aukon 60 yhteyteen poistoportin 109 kanssa. Tässä sovellutus-10 muodossa johtotiehyt kulkee poistopallorummun 40 kautta sylinteripään yläosassä olevasta poistoportista, jolloin käytetyt kaasut poistetaan sylinteristä poistoportin 109 ja aukon 60 kautta onteloihin 48 ja 50 ja sen jälkeen kammioiden 121 ja 123 kautta kulkevaan poistojohtoon 120 poistoventtiilin 40 molemmilla puolilla, näiden kammioiden johtaessa poistojakoputkistoon ja ympäröivään ilmakehään (ks. kuvio 15 7). Poistopallorummun 40 alkuperäisen avaamisen avulla käytetyt kaasut syötetään onteloihin 48 ja 50 kohdassa, jossa niiden syvyys on suurimmillaan. Kuten edellä on mainittu, onteloiden 48 ja 50 syvyys vähenee asteettaisesti, kunnes tulppaseinät 49 ja 51 muodostavat suljennan. Tämän järjestelyn ansiosta pakokaasujen virtaus poistopallorummun 40 kautta kiihtyy nopeuttaen sylinterikammion 102 tyhjennystä. 20 Kun sylinteriontelo 102 on täysin tyhjennetty, poistopallorummun 40 kehäpäätesei-nä 42 on taas kosketuksessa suljentavälineen 116 kanssa tulopallorummun 10 tavoin suljennan muodostamiseksi poistoporttia 109 varten, kunnes männän 104 seuraava poistoisku tapahtuu sylinteriontelon 102 sisällä.

• ·, Kuvio 9 esittää perspektiivikuvantoa halkiopääyhdistelmän alaosan 110 sisälle parit- < · , '. 25 tain asetetusta tulopallorummusta 10 ja poistopallorummusta 40 yksinkertaisen sy- ' / linterin yhteydessä. Samalla tavoin alaan perehtynyt henkilö voi havaita, että jos käytössä on V-6 tai V-8 tai V-12 tyyppinen tai vastaavanlainen moottori, jokainen sylinterisarja on varustettu samalla tavoin asetetulla siihen liittyvällä pyörivällä ; : palloventtiiliyhdistelmällä. Keksinnön eräässä toisessa sovellutusmuodossa tulopal- ,,,'· 30 lorummut 10 ja poistopallorummut 40 on asetettu yhdelle ainoalle akselille, jos moottorin koko on sellainen, että tuloventtiilin kaksoissyöttö ja poistoventtiilin kak- : · · · soispoisto voitaisiin saada aikaan vaikuttamatta moottorin rakenteelliseen kiintey- . ·. teen.

» ' Akseli 28 ja pyörivät palloventtiilit 10 ja 40 on tuettu halkiopääyhdistelmään usei- 35 den tukipintojen 130 välityksellä. Pallorummut 10 ja 40 on työstetty rumpuonteloi-'.\t den 107 ja 113 tavoin, näiden pallorumpujen ja onteloiden välisten toleranssien oi- i i i 10 110887 lessa noin yksi tuuman tuhannesosa. Kun akseli 28 ja pallorampuyhdistelmä on asetettu halkiopään sisään, akseli 28 on kosketuksessa tukipintojen 130 kanssa, pal-lonunpujen 10 ja 40 ollessa vastaavasti kosketuksessa vain suljentavälineen 116 kanssa, jonka sovellutusmuotoja selostetaan seuraavassa.

5 Kuviot 10a, b, c ja d esittävät tapaa, jolla pakokaasut poistetaan sylinteristä poisto-rummun 40 kautta poistojakoputkistoon. Kuvio 10 esittää tapaa, jolla ilmavirtaus lähtee sylinteristä 102 poistoaukon 109 ja poistorummun 40 pallomaisella kehällä olevan aukon 0 kautta tullen siten poistorummun 40 onteloihin 48 ja 50. Käytetyt pakokaasut lähtevät sitten onteloista 48 ja 50 poistokammioiden 121 ja vastaavasti 10 123 kautta (ks. kuvio 7). Näille pakokaasuille annetaan lopullinen liikevoima tulppi en 49 ja 51 avulla välittömästi ennen poistoprosessin uudelleenaloittamista aukon 0 ollessa samassa linjassa poistoportin 109 kanssa.

Kuvio 11 esittää osiin hajotettua sivukuvantoa suljentavälineestä 116 ja kuvio 12 osiin hajotettua perspektiivikuvantoa suljentavälineestä 116. Suljentaväline 116 on 15 kuvattu tässä yhteydessä suhteessa pyörivään tuloventtiiliin 10, mutta suljentaväline 116 on rakenteeltaan samanlainen ja täyttää saman tarkoituksen suhteessa pyörivään poistoventtiiliin 40.

Suljentaväline 116 käsittää kaksi pääasiallista osaa. Alempi vastaanottorengas 140 on tarkoitettu asetettavaksi halkiopääyhdistelmän alapuoliskossa olevaan rengasmai-20 seen uraan 138 kehän suunnassa tuloportin 108 ympärille. Sisäisen kehäseinän 144 ja ulkoisen kehäseinän 142 kiinnittää paikoilleen tasainen kehäkantaosa 148, jolloin muodostuu rengasmainen vastaanottoina 150 ylemmän venttiilisuljentarenkaan 152 , : vastaanottamista varten.

/ Ylempi venttiilisuljentarengas 152 sisältää keskellä olevan aukon 154, joka on sa- ‘ 25 massa linjassa aukon 146 ja alemman vastaanottoelimen 140 kanssa. Ylemmän .venttiilisuljentarenkaan 152 ulkoseinä 153 on porrastettu sisäänpäin yläpinnasta 156 : alapintaan 158 asti rengasmaisen uran 160 muodostamiseksi puhallusrenkaan 162 ; ,: vastaanottamista varten. Ylempi venttiilisuljentaelin 152 on tarkoitettu sovitettavaksi alemman venttiilisuljentarenkaan vastaanottoelimessä 140 olevaan rengasmaiseen 30 uraan 150.

·;·' Ylemmän venttiilisuljentarenkaan 152 yläpinta on kaareva sisäänpäin kohti aukon •: ·: 154 keskustaa, tämän yläpinnan sisältäessä rengasmaisen loveuksen 164 hiilivoitelu- : renkaan 166 asetusta varten. Hiilivoitelurengas 166 ulottuu ylemmän venttiilisul jentarenkaan 152 yläpinnan 156 yläpuolelle ja on kosketuksessa pyörivän tulovent- • · *

I I

t < I

u 110887 tiilin 10 pallomaisen kehäpinnan kanssa. Yläpinnan 156 kaarevuus on pyörivän tu-loventtiilin 10 kehän kaarevuuden mukainen, hiilivoitelurenkaan 166 ollessa läheisessä kosketuksessa pyörivän tuloventtiilin 10 kehäpinnan kanssa.

Hiilivoitelurenkaan 166 ja pyörivän tuloventtiilin 10 kehäpinnan välinen kosketus 5 ylläpidetään rengasmaisten viistettyjen jousien 170 välityksellä, jotka on asetettu rengasmaiseen vastaanottoinaan 150 ylemmän venttiilisuljentarenkaan 152 alapuolelle. Ylemmästä venttiilisuljentarenkaasta 152 ylöspäin vaikuttava ylläpidettävä puristuspaine on suuruudeltaan 1-4 unssia. Tämä paine voidaan saada aikaan joko yhden ainoan tai usean rengasmaiseen vastaanottoinaan 150 asetetun viistetyn jou-10 sen avulla.

Ylempään venttiilisuljentarenkaaseen 152 on rengasmaisen uran 160 ympärille asetettu puhallusrengas 162, joka toimii mäntään liittyvän mäntärenkaan tavoin. Puhal-lusrengas 162 muodostaa lisäsuljentakosketuksen venttiilisuljentavälineen 116 ja pyörivän tuloventiilin 10 ja poistoventtiilin kehäpinnan välillä kokoonpuristus- ja 15 tehoiskun aikana. Lisääntynyt kaasunpaine sylinterin ja rengasmaisen uran 150 sisällä lisää painetta puhallustenkaan 162 alapuolella, joka muodostaa sulkutiivisteen ulomman kehäseinän 142 kanssa estäen kaasujen poisvirtauksen ja saaden myös aikaan ylempään venttiilisuljentarenkaaseen 152 ylöspäin vaikuttavan voiman, muodostaen siten pakostakin paremman kosketussuljennan hiilirenkaan 164 ja pyörivän 20 tuloventtiilin 10 kehäpinnan välille. Sama yhteistoiminta tapahtuu pyörivään poisto-venttiiliin 40 liittyvän venttiilisuljennan yhteydessä. Syöttö- ja poistoiskun aikana hiilirengas 64 pidetään kosketuksessa pyörivän poistoventtiilin kanssa rengasmaiseen uraan 150 asetettujen viistettyjen jousien avulla.

I · , : Ylöspäin kohdistuva paine siirretään poltto- tai tehoiskun aikana ylempään venttiili- ,' · 25 suljentarenkaaseen 152 sylinterissä olevien kaasujen kokoonpuristumisen ja tulo- I · : portin 102 avulla käyttäen ylemmän venttiilisuljentarenkaan 152 ja alemman vas- taanottorenkaan 140 välistä tiehyttä 163, jolloin kaasut voivat laajeta ylemmän t I · · ] t * venttiilisuljentarenkaan 152 alapuolella olevaan rengasmaiseen vastaanottoinaan 50, ‘ ' mutta ovat estettyjä virtaamasta pois alemman vastaanottoonkaan 140 ulomman ke- 30 häseinän 142 kanssa kosketuksessa olevan puhallusrenkaan 60 ansiosta. Tällöin '! ‘; muodostuu lisäpainetta viistettyä jousta 170 pitkin, jolloin syntyy kosketus hiiliren- • ’ ’ : kaan 166 ja venttiilin kehäpinnan välille.

» ' * Suljentavälineen 116 muoto saa aikaan tiiviin suljennan pyörivän tulo- ja poisto- • · · :: venttiilin yhteydessä ja se muodostaa itse asiassa ainoan kosketuksen pyörivän tulo- .y. 35 ja poistoventtiilin kanssa pyörimisliikkeen aikana rumpuonteloissa. Tämä tosiasia > · 12 110887 vähentää huomattavasti moottorin sisältämien mekaanisten osien määrää ja siten myös moottorin toiminnan aikana esiintyvää kitkaa. Vaikka edellä on selostettu esillä olevan keksinnön esimerkkisovellutuksia, niin on selvää, että alaan perehtyneet henkilöt voivat tehdä siihen useita muutoksia, tämän patenttihakemuksen sisäl-5 täessä kaikki mahdolliset sovellutukset ja niiden muunnelmat. Keksintöä rajoittavat siten vain oheiset patenttivaatimukset.

I · < · I · I · • * · t > ·

Il ·>» I I» • * > · I · * > · « i t *

Claims (6)

110887

1. Pyörivä pallomainen tuloventtiili tai poistoventtiili käytettäväksi pyörivän venttiilin sisältävässä polttomoottorissa polttoaine- ja ilmaseoksen syöttämiseksi sylinteriin (102) ja vastaavasti pakokaasujen poistamiseksi sylinteristä, ja että tämä 5 pyörivä tulo- tai poistoventtiili käsittää pallomaisen rumpukappaleen (10; 40), jonka rajoittaa pallomainen kehäpinta (12; 42) ja kaksi symmetrisesti tämän pallon keskipisteen suhteen sijaitsevaa tasomaista ja yhdensuuntaista sivuseinää (14, 16; 44, 46), sekä keskeisesti lävitseen kulkevan, akselin vastaanottavan keskiaukon (26), tunnettu siitä, että rumpukappale sisältää donitsin muotoisen ontelon (18, 20; 48, 10 50) kummassakin sivuseinässään akselin vastaanottavan keskiaukon ympärillä, näiden donitsin muotoisten onteloiden ollessa erotettuina toisistaan väliseinän (22; 52) avulla ja niiden ollessa yhteydessä rumpukappaleen pallomaiselle kehälle muodostettuun kanavaan (30; 60).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen pyörivä pallomainen tuloventtiili tai poisto-15 venttiili, tunnettu siitä, että mainittu väliseinä (22; 52) sisältää lävitseen kulkevan kanavatiehyen (32, 62), joka on yhteydessä donitsin muotoisten onteloiden kanssa, tämän väliseinässä olevan kanavan ollessa muodostettuna rumpukappaleen pallomaisella kehällä olevan kanavan (30; 60) viereen.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen pyörivä pallomainen tuloventtiili tai poisto- 20 venttiili, tunnettu siitä, että mainitut tasaiset sivuseinät (14, 16; 44, 46) on asetettu *. *. symmetrisesti rumpukappaleen keskiosan ympärille.

• · • · • · · •': 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen pyörivä pallomainen tuloventtiili tai poisto- venttiili, tunnettu siitä, että akselin vastaanottava keskiaukko (26) on muodostettu • · · \· pituussuuntaisesti tasaisten sivuseinien välissä olevaan keskiosaan. • · ,•••.25

5. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen pyörivä pallomainen poistoventtiili, • · tunnettu siitä, että donitsin muotoisiin onteloihin (48, 50) on asetettu tulppaseinä . . (49, 51), joka ulottuu radiaalisesti ulospäin akselin vastaanottavasta keskiaukosta • » · *;,/ (26) pallomaiseen kehäpintaan asti (42), tämän tulppaseinän ollessa asetettuna väli- ···’ seinässä olevan kanavatiehyen (62) viereen ja sen kohdistaessa lisäpainetta pako- : :*;30 kaasujen poistamista varten.

*'.* 6. Patenttivaatimuksen 1 tai 5 mukainen pyörivä pallomainen poistoventtiili, :,v tunnettu siitä, että donitsin muotoisissa onteloissa (48, 50) oleva tulppaseinä (49, : 51) kulkee asteettain kaltevasi! ylöspäin väliseinästä (52). 110887 I4