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大型二冲程发动机、进气气缸

阅读:166发布:2020-05-12

专利汇可以提供大型二冲程发动机、进气气缸专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且用于大型单流式二冲程 发动机 的进气 门 ,其设计成用于 锁 定和打开穿过进气口环的单个进气口的气体流动通道,并且 阀 体从 气缸 外侧安装在单个进气口处,并且形成为用于单个进气口的 密封件 。多个活动的阀部件设计成打开和关闭多个气体通道。进气门的尺寸设计成并且 阀体 能安装成使得与所述单个进气口相邻的进气口环的进气口也能设有同样的进气门。阀体至少基本包括被容纳部分,该被容纳部分形成为容纳在单个进气口中,由此至少部分地填充单个进气口,并且活动的阀部件容纳在所述单个进气口中。本 发明 还涉及相关的气 缸套 和具有所述进气门和气缸套的发动机。,下面是大型二冲程发动机、进气气缸专利的具体信息内容。

1.用于大型单流式二冲程发动机的进气(1),用于定和打开穿过进气口环(4)的气体流动通道,所述进气口环穿过所述发动机的气缸的气缸壁(3)并且将所述发动机的扫气道与所述气缸内所述发动机的活塞上方的气缸容积连接起来,其中如果所述扫气道中的压低于所述气缸容积中的压力,则所述进气门(1)锁定所述气体流动通道,而如果所述扫气道中的压力高于所述气缸容积中的所述压力,则所述进气门打开所述气体流动通道,所述进气门(1)包括体(5),该阀体保持多个活动的阀部件(6,7),所述阀体能安装至所述气缸,以便将所述活动的阀部件(6,7)设置在所述气体流动通道中,其中所述活动的阀部件(6,7)布置成能从打开位置移动至关闭位置并返回,在所述打开位置所述气体流动通道打开,在所述关闭位置所述气体流动通道关闭,
所述进气门(1)设计成用于锁定和打开穿过所述进气口环(4)的单个进气口(8)的气体流动通道,并且其中
所述阀体(5)能安装在所述单个进气口(8)处,并且形成为用于所述单个进气口(8)的密封件,所述阀体仅被多个气体通道(16)穿透,并且其中所述多个活动的阀部件(6,7)布置成并且尺寸设计成打开和关闭所述多个气体通道(16),并且其中所述活动的阀部件(6,7)至少容纳在所述单个进气口(8)中,并且其中,
所述进气门(1)的尺寸设计成并且所述阀体(5)能安装成使得与所述单个进气口(8)相邻的所述进气口环(4)的进气口(8)也能设有同样的进气门(1),其特征在于,所述阀体(5)由被容纳部分组成,该被容纳部分形成为至少容纳在所述单个进气口(8)中,由此至少部分地填充所述单个进气口(8)。
2.根据权利要求1所述的进气门(1),其特征在于,所述阀体(5)能从所述气缸外部安装在所述单个进气口(8)处。
3.根据权利要求1所述的进气门(1),其特征在于,当在组装在所述单个进气口(8)内部的状态下从气缸内部观察时,所述阀体(5)的所述被容纳部分具有带所述单个进气口(8)的轮廓的长形形式,并且包括
在其一个窄侧上的顶部接触壁部分(13a),该顶部接触壁部分具有外表面,该外表面形成为在所述单个进气口(8)的整个宽度上接触所述单个进气口(8)的内周表面(31)的顶部,所述顶部接触壁部分的所述外表面从所述阀体(5)的所述被容纳部分的最外端部到所述阀体(5)的所述被容纳部分的最内端部突出到所述单个进气口(8)中,
在其另一个窄侧上的底部接触壁部分(13b),该底部接触壁部分具有外表面,该外表面形成为在所述单个进气口(8)的整个宽度上接触所述单个进气口(8)的所述内周表面(31)的底部,所述底部接触壁部分的所述外表面从所述最外端部到所述最内端部突出到所述单个进气口(8)中,和
中间部分(10),该中间部分将所述顶部接触壁部分(13a)和所述底部接触壁部分(13b)相互连接起来,并且被所述气体通道(16)穿透。
4.根据权利要求3所述的进气门(1),其特征在于,该顶部接触壁部分的外表面具有凸起弯曲的壁。
5.根据权利要求4所述的进气门(1),其特征在于,该顶部接触壁部分的外表面的所述凸起弯曲的壁与所述单个进气口(8)的内周表面(31)的所述顶部接触。
6.根据权利要求3所述的进气门(1),其特征在于,该底部接触壁部分的外表面具有凸起弯曲的壁。
7.根据权利要求6所述的进气门(1),其特征在于,该底部接触壁部分的外表面的所述凸起弯曲的壁与所述单个进气口(8)的内周表面(31)的所述底部接触。
8.根据权利要求3所述的进气门(1),其特征在于,在组装在所述单个进气口(8)内部的状态下,所述中间部分(10)的平横截面具有三形的轮廓包络线,并且在其在所述顶部接触壁部分(13a)与所述底部接触壁部分(13b)之间的整个长度上的尺寸和形式恒定,并且所述中间部分具有沿向内方向渐缩的横向侧翼,其中
两个所述横向侧翼都在其整个长度上接触所述单个进气口(8)的所述内周表面(31)的横向部分,并且至少一个所述横向侧翼被所述气体通道(16)穿过,并且其中所述横向侧翼具有不同长度,以便使所述三角形的轮廓包络线不是等腰的,而是两个侧翼都相对于等腰三角形倾斜一倾斜角。
9.根据权利要求8所述的进气门(1),其特征在于,所述横向侧翼从所述最外端部延伸至所述最内端部。
10.根据权利要求8所述的进气门(1),其特征在于,两个所述横向侧翼被所述气体通道(16)穿过。
11.根据权利要求8所述的进气门(1),其特征在于,所述倾斜角为大约20度。
12.根据权利要求3所述的进气门(1),其特征在于,在渐缩的所述中间部分(10)的每个横向侧上都设有至少一个支撑突起(12),所述支撑突起在横向侧翼处从所述中间部分(10)沿横向方向突出以接触所述单个进气口(8)的所述内周表面(31)的横向部分。
13.根据权利要求12所述的进气门(1),其特征在于,所述支撑突起(12)是多个相互间隔开的支撑突起。
14.根据权利要求12所述的进气门(1),其特征在于,所述支撑突起在所述横向侧翼处从所述中间部分(10)在组装状态下沿水平方向突出。
15.根据权利要求3所述的进气门(1),其特征在于,所述中间部分(10)在两个横向侧上在所述被容纳部分的所述最外端附近包括接合凸起部(19),所述接合凸起部在所述顶部接触壁部分(13a)和所述底部接触壁部分(13b)上横向地伸出,以接合到在所述气缸的外表面边缘处和所述单个进气口(8)的所述内周表面(31)的横向部分处的相应接合凹槽中,其中所述接合凸起部(19)接合到凹槽中。
16.根据权利要求8所述的进气门(1),其特征在于,所述中间部分(10)在两个横向侧上在所述被容纳部分的所述最外端附近包括接合凸起部(19),所述接合凸起部在所述顶部接触壁部分(13a)和所述底部接触壁部分(13b)上横向地伸出,以接合到在所述气缸的外表面边缘处和所述单个进气口(8)的所述内周表面(31)的横向部分处的相应接合凹槽中,其中所述接合凸起部(19)接合到凹槽中。
17.根据权利要求15所述的进气门(1),其特征在于,所述接合凸起部(19)是渐缩的以接合到渐缩的所述凹槽中。
18.根据权利要求16所述的进气门(1),其特征在于,所述接合凸起部(19)在其外表面上形成所述水平横截面的所述三角形的轮廓包络线的所述横向侧翼的对准部分。
19.根据权利要求8所述的进气门(1),其特征在于,所述中间部分(11,14,15,16,17)包括:
两个横向最外槽脊部分(11),所述横向最外槽脊部分横向地相互连接所述顶部接触壁部分(13a)和所述底部接触壁部分(13b),和最内端槽脊部分(17),该最内端槽脊部分连接所述顶部接触壁部分(13a)和所述底部接触壁部分(13b),从而使每个所述横向侧翼都从最内端槽脊部分(17)的一个横向面对侧伸展到一个所述横向最外槽脊部分(11)的横向面对侧,其中
所述多个气体通道(16)至少在一侧上形成在所述顶部接触壁部分(13a)、所述底部接触壁部分(13b)、所述最内端槽脊部分(17)和所述横向最外槽脊部分(11)中的相应一个之间。
20.根据权利要求19所述的进气门(1),其特征在于,所述横向最外槽脊部分在最外端处横向地相互连接所述顶部接触壁部分(13a)和所述底部接触壁部分(13b)。
21.根据权利要求19所述的进气门(1),其特征在于,所述最内端槽脊部分(17)在最内端处连接所述顶部接触壁部分(13a)和所述底部接触壁部分(13b)。
22.根据权利要求19所述的进气门(1),其特征在于,所述多个气体通道(16)在两侧上形成在所述顶部接触壁部分(13a)、所述底部接触壁部分(13b)、所述最内端槽脊部分(17)和所述横向最外槽脊部分(11)中的相应一个之间。
23.根据权利要求19所述的进气门(1),其特征在于,所述两个横向最外槽脊部分(11)和所述最内端槽脊部分(17)通过至少一个分隔突起(15)垂直地相互连接,所述分隔突起在所述两个横向槽脊部分(11)和所述最内端槽脊部分(17)内侧,使得在每个分隔突起(15)上方的气体通道(16)与在所述分隔突起(15)下方的气体通道(16)密封地分开。
24.根据权利要求23所述的进气门(1),其特征在于,所述两个横向最外槽脊部分(11)和所述最内端槽脊部分(17)通过多个相互间隔开的分隔突起(15)垂直地相互连接。
25.根据上述权利要求中的任意一项所述的进气门(1),其特征在于,所述多个活动的阀部件(6,7)形成为平的且可弯曲的多个弹簧簧片(6,7)。
26.根据权利要求25所述的进气门(1),其特征在于,所述多个弹簧簧片(6,7)每个都形成为矩形,并且至少在所述组装状态下在其一侧上的连接部分(22)处连接至所述阀体(5),以便使其向内延伸到所述单个进气口(8)中,并且其中所述阀体(5)具有对应于所述多个弹簧簧片(6,7)的多个支撑表面(14,20),所述多个弹簧簧片(6,7)在所述关闭位置上支撑在所述支撑表面上而遮盖所述气体通道(16)。
27.根据权利要求26所述的进气门(1),其特征在于,所述多个弹簧簧片(6,7)每个至少在所述组装状态下在其一侧上的连接部分(22)处连接至所述横向最外槽脊部分(11)中的一个横向最外槽脊部分。
28.根据权利要求26所述的进气门(1),其特征在于,所述阀体(5)的所述横向侧翼上的所述中间部分(10)具有对应于所述多个弹簧簧片(6,7)的多个支撑表面(14,20)。
29.根据权利要求26所述的进气门(1),其特征在于,所述支撑表面是平面。
30.根据权利要求25所述的进气门(1),其特征在于,所述中间部分(10)包括对应于所述多个弹簧簧片(6,7)的多个连接表面(18),以便在所述组装状态下,所述多个弹簧簧片(6,7)夹持在所述多个连接表面(18)与所述单个进气口(8)的内周表面的所述横向部分之间,其中所述多个弹簧簧片(6,7)通过粘接、钎焊或点焊而预先连接至所述多个连接表面(18)。
31.根据权利要求30所述的进气门(1),其特征在于,所述中间部分(10)在所述接合凸起部(19)的横向侧上包括对应于所述多个弹簧簧片(6,7)的多个连接表面(18)。
32.根据权利要求30所述的进气门(1),其特征在于,所述连接表面(18)是平面。
33.根据权利要求30所述的进气门(1),其特征在于,所述最内端槽脊部分(17)在其具有气体通道(16)的每一侧上都具有多个平表面(20),用于所述阀体(5)的所述被容纳部分的该侧上的所述多个弹簧簧片(6,7),所述弹簧簧片形成所述多个支撑表面(14,20)的至少一部分,和/或在具有气体通道(16)的所述阀体(5)的所述被容纳部分的所述至少一侧上的至少一个所述横向最外槽脊部分(11)在连接表面(18)与所述最内端槽脊部分(17)之间的区域中通过连接槽脊(14)与所述最内端槽脊部分(17)相互连接,所述连接槽脊(14)形成所述多个支撑表面(14,20)的至少一部分。
34.根据权利要求25所述的进气门(1),其特征在于,所述阀体(5)是单件。
35.根据权利要求34所述的进气门(1),其特征在于,所述阀体(5)是铸铁单件。
36.用于大型单流式二冲程发动机的气缸套(2),所述气缸套具有用于形成所述发动机的气缸的壁的一部分的气缸壁(3),其中所述气缸壁(3)被穿过所述气缸壁(3)的至少一个进气口环(4)穿透,以便将所述发动机的扫气道与所述气缸内的所述发动机的活塞上方的气缸容积连接起来,其特征在于,所述进气口环(4)的每个进气口(8)都形成用于根据上述权利要求中的任意一项所述的一个单独的进气门(1),并且在所述进气口环(4)的每个进气口(8)处设有用于所述进气门(1)的安装装置(32,33)。
37.根据权利要求36所述的气缸套(2),其特征在于,在每个单个进气口(8)处的所述安装装置(32,33)包括在所述气缸套(2)的外表面边缘和所述单个进气口(8)的所述内周表面(31)的横向部分处的接合凹槽(32),所述接合凹槽用于在每个所述进气门上形成的接合凸起部(19),和/或在每个单个进气口(8)处的所述安装装置(32,33)包括在所述进气口环(4)的每两个相邻进气口(8)之间的每个插置槽脊部分(9)中的单排螺纹孔(33)。
38.根据权利要求37所述的气缸套(2),其特征在于,所述接合凹槽(32)是渐缩的。
39.大型单流式二冲程发动机,其具有至少一个气缸,所述气缸具有气缸壁(3),其中所述气缸壁(3)被穿过所述气缸壁(3)的至少一个进气口环(4)穿透,以便将所述发动机的扫气道与所述气缸内的所述发动机的活塞上方的气缸容积连接起来,其特征在于,所述进气口环(4)的每个单独的进气口(8)都设有根据上述权利要求1至35中的任意一项所述的一个独立的进气门(1)。
40.根据权利要求39所述的发动机,其特征在于,每个独立的进气口(8)都设有在所述气缸套(2)的外表面边缘和所述单个进气口(8)的所述内周表面(31)的横向部分处的接合凹槽,并且每个所述进气门(1)都设有所述被容纳部分,所述被容纳部分具有接合到所述接合凹槽中的所述横向伸出的接合凸起部(19)。
41.根据权利要求40所述的发动机,其特征在于,所述接合凹槽是渐缩的。
42.根据权利要求39或40或41所述的发动机,其特征在于,在所述进气口环(4)的至少两个相邻的进气口(8)之间具有气缸壁(3)的插置槽脊部分(9),该插置槽脊部分上固定有安装杆(34),其中所述安装杆(34)在所述插置槽脊部分(9)的横向表面上突出,并且压在所述进气口环(4)的所述两个相邻进气口(8)中的进气门(1)上。
43.根据权利要求42所述的发动机,其特征在于,该插置槽脊部分上通过螺钉(35)固定有安装杆(34),所述螺钉螺纹旋拧到所述插置槽脊部分(9)中的单排螺纹孔(33)中。

说明书全文

大型二冲程发动机、进气气缸

技术领域

[0001] 本发明涉及大型二冲程单流式发动机,尤其是单流式的二冲程柴油机。本发明还涉及进气门和气缸套,所述进气门和气缸套是用于这种大型二冲程发动机的,尤其是大型二冲程柴油机。

背景技术

[0002] 普通类型的大型二冲程发动机具有至少一个气缸,该气缸具有气缸壁,其中所述气缸壁被至少一个进气口环穿透,所述进气口穿过所述气缸壁以便将所述发动机的扫气道与所述气缸内所述发动机的活塞上方的气缸容积连接起来。
[0003] 在这种单流式发动机中,气体从燃烧室一侧上的气缸周壁中的所述进气口环流到所述燃烧室相对侧上的气缸端部侧上的通常设有排气门的出口,即,总是沿着相同方向流动,因此被称为单流式发动机。
[0004] 借助气缸套中打开的进气端口或进气口的环将燃烧室与发动机扫气道连接起来,当在活塞在其向下路径上已经经过气缸壁中的进气口环之后燃烧室内的压在活塞的膨胀冲程期间下降到低于扫气道中的压力时,将开始燃烧室的扫气。
[0005] 如果活塞,或者更具体地说是活塞环组,在膨胀冲程中经过打开的进气口环并且燃烧室内的压力高于扫气道中的压力,则气体将回流到扫气道中,并且因此出现不希望的可用能量的损失。而且,刚好在活塞经过进气口并开始露出进气口之前,例如在燃烧室内6-10巴压力下的打开时刻,排气门在膨胀冲程中打开,流出到排气道中的气体将减小过压,该过压能在膨胀冲程中轴活塞上做功。
[0006] 因此,希望推迟在膨胀冲程中进气口和排气门的打开,以便在进气口打开以用扫气,例如新鲜空气,对燃烧室进行扫气之前延长活塞的做功冲程。然而,如果进气口的环制成在气缸套中较低以便避免这种不希望的可用能量损失,则当活塞,或者更具体地说是活塞环组,在压缩冲程中经过打开的进气口环时,扫气在压缩冲程期间较早地结束,由此切断通过进气口的气体通路。
[0007] 为此,本领域已知使用进气门在膨胀冲程期间推迟打开,即,在膨胀冲程和压缩冲程期间产生进气口的不对称的关闭正时。也就是说,在膨胀冲程期间进气口的关闭正时延迟超过活塞经过的时间,而在压缩冲程期间进气口的关闭正时没有延迟并且借助活塞经过而结束。
[0008] 用于单流式大型二冲程发动机的普通类型的进气门用于定和打开通过进气口环的气体流动通道,该进气口环通过所述发动机的气缸的气缸壁并且将所述发动机的扫气道与所述气缸内所述发动机的活塞上方的气缸容积连接起来,如果所述扫气道中的压力低于所述气缸容积中的压力,则所述进气门锁定所述气体流动通道,而如果所述扫气道中的压力高于所述气缸容积中的所述压力,则打开所述气体流动通道。为此,所述进气门包括承载多个活动部件的阀体。所述阀体能安装至所述气缸,以便将所述活动阀部件设置在所述气体流动通道中,其中所述活动阀部件设置成使其能从打开位置运动的关闭位置并且返回,在所述打开位置所述气体流动通道打开,在所述关闭位置所述气体流动通道关闭。
[0009] 例如在欧洲专利申请EP 1788218 AZ中,公开了一种安装在气缸套内的环状进气门,其具有阀部分,该阀部分能打开和关闭进气口并且由被电磁阀控制的液压驱动。
[0010] 然而,由于环状进气门安装在燃烧室内,因此难以更换,并且活塞(即,活塞环)磨损进气门的表面以及进气门上方气缸套壁与进气门自身之间的环槽。
[0011] 因此,在本领域已知的其他示例中,进气门安装在气缸套外。
[0012] 例如日本专利申请JP 59203820A示出一种进气门布置,其中环段绕气缸套形成一环,以便使环段中的开口与气缸套中的进气口对准。进气门具有活动阀部件,即可转动地布置在环段开口中的圆柱状阀塞。在阀塞中有两个空气通道,所述空气通道可以选择性地供给有加压空气,以便使发生从打开状态转动到关闭状态并且返回。看起来难以使发动机活塞运动与阀塞运动同步。因此,在其他示例中,使用具有例如簧片的被动活动阀部件的进气门。
[0013] 日本专利申请JP 59049316A示出一种发动机,其具有穿过气缸套壁的进气口的两个环。进气口的上环与进气管连接,所述进气管内设有单向阀11。
[0014] 日本专利申请JP 62129518A公开了一种在进气口周围包围气缸套的环形进气门体。设有铰接至环形阀体的翻板阀门作为止回阀,当燃烧室中的压力高于扫气道中的压力时,该止回阀关闭进气门,并且在扫气道中的过压下打开。
[0015] 日本专利申请JP 62129529A公开了一种类似的进气门布置,其中代替铰接的翻板,气门簧片一端固定至阀体,如果被来自燃烧室内的过压冲击,则所述气门簧片自身会柔性地弯曲,以便使其被压靠在阀体抵接面上并且进气口关闭。
[0016] 与气缸套内的进气门相比,上述进气门布置较容易安装在气缸套上。然而,如果考虑到普通类型的发动机气缸套直径的绝对尺寸,进气口高度为成年人的前臂的数量级,则复杂的环形部件仍是难以制造和安装在气缸套上的。

发明内容

[0017] 因此,本发明的目的是给普通类型的大型二冲程发动机,尤其是大型二冲程柴油机提供气缸套和进气门,以可以经济地制造进气门和组装发动机,同时另一方面实现良好的发动机效率和较小的进气门空间要求。
[0018] 根据本发明,包括阀体并由此包括被保持的活动阀部件的进气门设计成用于锁定和打开穿过进气口环的一个单独进气口的气体流动通道。为此,所述阀体能安装在所述单个进气口处,并且形成为用于所述单个进气口的密封件,仅被多个气体通道穿透。进气门的活动的阀部件布置成并且尺寸设计成打开和关闭所述多个气体通道。
[0019] 而且所述进气门的尺寸设计成并且所述进气门的阀体能安装成使得与所述单个进气口相邻的所述进气口环的进气口也能设有同样的进气门,以便使所述进气口环的所有进气口都能设有独立的进气门。
[0020] 而且,所述阀体由被容纳部分组成或者基本由被容纳部分组成,该被容纳部分形成为至少基本容纳在所述单个进气口中,由此至少部分地填充所述单个进气口,并且所述活动的阀部件至少基本容纳在所述单个进气口中。换言之,所述进气门形成为使得其所包括的所述阀体和所述获得的阀部件以及所述进气门作为整体完全或至少部分地容纳在所述单个进气口内。
[0021] 结果发现,如果所述阀体形成为在所述阀体组装在所述发动机的气缸上的状态下至少基本容纳在所述单个进气口中并且所述活动的阀部件在所述进气门组装在所述发动机的气缸上的状态下至少基本容纳在所述单个进气口内,则发动机效率能进一步提高。这是因为在活塞的膨胀冲程期间进气门关闭,所述燃烧室内部与每个所述关闭的进气门之间所述进气口内的容积将是在活塞的膨胀冲程期间减小燃烧室中的压缩的静容积,这是因为燃烧室内的气体在某种程度上逃逸到所述进气口内的所述静容积中。因此有利地减小了所述进气口环的所述进气口内的所述静容积。借助所述被容纳部分,即,借助容纳在所述单个进气口中的所述阀体和/或容纳在所述单个进气口内的所述活动的的阀部件,所述单个进气口至少被部分地填充,由此减小了所述静容积。
[0022] 由于所述阀体作为整体至少基本容纳或能容纳在相应的进气口内,并且由于所述活动的阀部件至少基本容纳在所述单个进气口内,所以进气门作为整体至少基本容纳或可容纳在相应进气口内。由于所述进气门至少基本容纳在所述进气口内,所以在气缸的外周周围所述进气门所需要的空间最小。有利地,所述发动机整体上可以较紧凑,并且除了进气门之外的其他组件可以做得较大并且因而可以较高效或便宜。考虑到进气口环径向外侧空间要求减小,因此有利的是所述阀体由所述被容纳部分构成。
[0023] 根据本发明的大型直流式二冲程发动机具有至少一个气缸,该气缸具有气缸壁,该气缸壁可以部分地由气缸套形成。所述气缸壁被穿过所述气缸壁的至少一个进气口环穿透。所述进气口环的每个单独的进气口都设有根据本发明的一个独立的进气门。
[0024] 与已知的环式的并且因此较大的进气门相比,尤其由于所述进气门的形状和形式在尺寸和形状上由进气口的尺寸和形状确定,所述进气口的长形横截面大约在成年人前臂的量级,因此本发明的进气门较容易安装至气缸,各气缸套壁。而且,非常容易制造,例如铸造阀体。在维护方面还有利的是对于各气缸套的所述气缸的所述进气口环的每个进气口都设有独立的进气门,这不仅是因为容易更换较小尺寸的进气门,而且还可以仅更换有缺陷的特定进气门。
[0025] 应理解,如果进气门能从所述气缸外侧安装,则还有利于容易地安装和维护。而且,对于本发明,表述“所述阀体被多个气体通道穿透”不仅意味着阀体完全包封所有所述气体通道。还可以是阀体仅形成为部分包围一个或多个所述气体通道,并且其他部分由所述进气口的内周壁包围。而且,对于本发明,表述“所述阀体保持所述多个活动的阀部件”不限于所述活动的阀部件固定至所述阀体。所述活动的阀部件也可以夹持在所述阀体和相应进气口的内周壁之间,并由此被所述阀体保持。
[0026] 在有利的其他变型中,所述发动机的每个所述进气门都形成并且安装成使得在组装在所述单个进气口内的状态下,其内表面在关闭状态下形成用于燃烧室内气体朝向相应进气口的边界,并且暴露于燃烧室内的气体,即,面对燃烧室内侧的表面在进气口内。优选地,关闭的进气门的所述最内表面至少部分地由所述活动的阀部件形成,以便在所述活动的阀部件的燃烧室面对侧上没有静容积。
[0027] 在这方面,所述多个看到的阀部件可以有利地形成为多个簧片或簧片叶片,各弹簧叶片是平的且可弯曲的,并且因此可以容易地形成这种内表面的一部分,在其关闭状态下形成用于燃烧室内气体朝向相应进气口的边界,并且暴露于燃烧室内的气体。这种簧片叶片可以完全布置在相应进气口内,并且可以形成关闭的进气门的所述最内表面的部分。然而应理解,簧片一定不能弯曲到燃烧室的容积中。虽然优选地使用簧片叶片形式的一个或多个活动的阀部件,但也可以考虑使用其他类型的被动工作部件作为活动的阀部件,例如铰接薄片。就此而论,“被动地工作”意味着相应的阀部件仅通过燃烧室内的压力和扫气道内的压力之间的压力差致动。由此,可以避免用于所述进气门的外部主动控制,该外部主动控制是昂贵的并且难以同步至发动机的正时。在另一变型中,所述多个活动的阀部件或优选地簧片叶片可以保持在所述被容纳部分处。
[0028] 阀体需要在相应单独进气口处安装在气缸上。因此,可以考虑阀体被迫以其被容纳部分进入到所述单独的进气口中,并且通过夹持力保持在那里。阀体可以仅由所述被容纳部分构成。
[0029] 然而,难以可靠地安装或更换具有这种阀体的进气门。因此,根据本发明的气缸套或气缸可以具有至少一个进气口环,其中所述进气口环的每个进气口都形成用于单个独立进气门,并且在所述进气口环的每个进气口处设有用于所述进气门的安装装置。
[0030] 然而,所述进气口环中的所述进气口之间的槽脊部分应尽可能窄,以便使通过进气口的全部气流通道的尺寸最大。当进气门容纳在进气口中时,通过进气口的全部气流通道的尺寸已经被限定。
[0031] 为了以可容易接合和释放的方式“仅被容纳”在相应进气口处的阀体的优选安装,在每个单独进气口处的气缸或气缸套的所述安装装置可以包括在所述气缸套周壁的外表面边缘和所述单个进气口的所述内周表面的横向部分处的优选地渐缩的接合凹槽,用于形成在每个所述进气门的阀体上的接合凸起部。每个进气门继而可以在两个横向侧上其被容纳部分的最外横截面附件包括伸出的接合凸起部,以接合到在所述单独进气口处的所述接合凹槽中,其中所述接合凸起部优选地渐缩以接合到优选地渐缩的凹槽中。
[0032] 气缸或气缸套的安装装置还可以包括在所述进气口环的每两个相邻进气门之间每个插置的槽脊部分中的螺纹孔,由于要求插置的槽脊部分较窄,所述螺纹孔优选地布置成单排螺纹孔,所述螺纹孔每个都延伸到气缸壁的材料中。因而可以通过螺钉将安装杆固定到所述进气门环的两个相邻进气门之间的每个插置的槽脊部分上,所述螺钉螺纹旋拧到所述插置的槽脊部分中的所述螺纹孔中。所述安装杆可在所述插置槽脊部分的横向表面上突出,并且可压在所述进气口环的两个相邻进气口中的两个相邻进气门上。或者,螺钉头可在所述插置槽脊部分的横向表面上突出,并且可压在所述进气口环的两个相邻进气口中的两个相邻进气门上。
[0033] 根据本发明的进气门的所述阀体的所述被容纳部分的形状和尺寸或根据本发明其整个阀体是由根据本发明的气缸或气缸套的所述进气口环的所述进气口的形状和形式预先确定的。这种进气口具有总体上沿气缸的轴线方向长形的形式,并且从气缸壁的外侧到内侧以恒定的横截面延伸。这就意味着相邻进气口之间的中间槽脊部分从外侧到内侧变窄。而且,所述进气口通常具有与沿着气缸的径向方向延伸的平面平行的平面布置。优选地,所述进气口环的每个所述进气口穿过所述气缸壁的方向相对于气缸的径向方向具有一度,最优选地大约是10度至25度,例如20度左右,以便在燃烧室内的扫气流动中产生旋转以增强气体混合。
[0034] 为了清楚起见,在该申请中,参考设有所述进气门的所述进气口的几何特征限定本发明的进气门的几何特征,其中假定气缸具有竖向轴线,曲轴在底部。应注意,不应仅通过在这种气缸中使用的参考因素限制进气门。
[0035] 为了形成用于上述形式的所述进气门的密封,当在组装在所述独立进气口内的状态下从气缸内侧观察时,所述阀体的所述被容纳部分(换言之,阀体作为一整体)可以具有长形形式,尤其是如果所述进气门的本体仅由所述被容纳部分构成,则所述长形形式具有所述独立进气口的形式,以便形成用于仅由所述气体通道穿透的进气口的密封。无论所述进气门的本体是否仅由所述被容纳部分构成,所述被容纳部分都可以包括在其一个窄侧上在组装在进气口内的状态下顶部处的顶部接触壁部分、在其另一个窄侧上在组装在进气口内的状态下底部处的底部接触壁部分以及中间部分,该中间部分相互连接所述顶部接触壁部分和所述顶部接触壁部分并且被所述气体通道穿透。
[0036] 所述顶部接触壁部分的外表面形成为例如以凸起弯曲的壁在所述独立进气口的整个宽度上接触所述独立进气口的所述内周表面的顶部部分,该凸起弯曲的壁从所述阀体的所述被容纳部分的最外端部到所述阀体的所述被容纳部分的最内端部突出到所述单个进气口中,优选地与所述顶部接触,并且所述底部接触壁部分的外表面形成为例如借助凸起弯曲的壁在所述单个进气口的整个宽度上接触所述单个进气口的所述内周表面的底部,该凸起弯曲的壁从所述最外端部到所述最内端部突出到所述单个进气口中,优选地与所述底部接触。由此,并不保持或承载所述多个活动的阀部件并且完全由材料构成的所述被容纳部分的部分,即上述接触壁部分的壁向上突出到所述被容纳部分的最内端部,以便使无助于气体通道的总尺寸的进气口内容积的主要部分被填充,并且因而避免成为静容积。
[0037] 在另一个优选的变型中,在组装在所述单个进气口内的状态下,所述中间部分的平横截面具有基本三角形的轮廓包络线,并且在其在所述顶部接触壁部分与所述顶部接触壁部分之间的整个长度上的尺寸和形式恒定,并且所述中间部分具有沿向内方向渐缩的横向侧翼。两个所述横向侧翼都在其整个长度上接触所述单个进气口的所述内周表面的横向部分,并且至少一个、优选两个所述横向侧翼被所述气体通道穿过。借助具有所述构造的中间部分,为了在所述关闭位置遮盖所述气体通道,所述多个簧片叶片可以支撑在所述横向侧翼的表面上,并且在打开位置,弯曲抵靠在所述进气口的所述内周表面的所述横向部分上,每个簧片叶片的外侧端部被固定并且每个簧片叶片的内侧端部被弯曲。
[0038] 为此,所述中间部分在其所述横向侧翼上优选地具有对应于所述多个弹簧簧片的多个优选平面的支撑表面,所述多个弹簧簧片在所述关闭位置上支撑在所述支撑表面上而遮盖所述气体通道。
[0039] 所述横向侧翼优选地从所述最外端部延伸至所述最内端部,以便减小静容积。不仅如果预见到具有进气门的进气口相对于气缸角的径向方向以一角度延伸到气缸内侧,则所述横向侧翼也优选地具有不同长度,以便使所述三角形包络线不是等腰的,而是两个侧翼都相对于等腰三角形倾斜一倾斜角,优选地是大约10度至25度,例如20度左右,以便帮助或甚至产生燃烧室内扫气流动的旋转。
[0040] 尤其对于上述构造的所述中间部分而言,优选的是如果所述多个弹簧簧片每个都形成为矩形,并且至少在所述组装状态下以在其一侧上的连接部分连接至所述中间部分的所述侧翼处的外段,从而使其向内延伸到所述单个进气口中。每个弹簧簧片或簧片叶片都可以固定地连接至中间部分或恰好夹持在优选地在所述渐缩的接合凸起部处的所述中间部分的外表面与所述进气口的所述内周末的所述横向部分之间。
[0041] 为了将所述中间部分支撑在所述渐缩中间部分的每个横向侧上,使其渐缩的侧翼在所述进气口内,设有至少一个、优选多个相互间隔开的支撑突起,所述支撑突起在所述横向侧翼处从所述中间部分沿横向方向、在组装状态下优选地沿水平方向突出以接触所述单个进气口的所述内周表面的横向部分。
[0042] 优选地,所述中间部分包括两个横向最外槽脊部分和一最内端槽脊部分,所述横向最外槽脊部分横向地相互连接所述顶部接触壁部分和所述顶部接触壁部分,所述最内端槽脊部分连接所述顶部接触壁部分和所述顶部接触壁部分,从而使每个所述横向侧翼都从最内端槽脊部分的一个横向面对侧伸展到一个所述横向最外槽脊部分的横向面对侧。
[0043] 在每个横向最外槽脊部分的横向面对侧上可以布置有所述接合凸起部中的一个。优选地,所述接合凸起部沿着整个横向最外槽脊部分延伸。优选地,所述接合凸起部在所述顶部接触壁部分和所述顶部接触壁部分上横向地伸出。优选地,带被压靠在相应接合凹槽的相应表面上的每个所述接合凸起部的横向表面至少部分地形成相应横向最外槽脊部分的横向平表面。也就是说,每个所述接合凸起都能通过公共横向平表面形成与相应的横向最外槽脊部分一体的部分。因而中间部分和整个阀体具有低端的几何特征,容易制造,例如容易铸造。因此,在另一优选变型中,所述阀体是、优选地是铸铁的整体铸件。
[0044] 所述多个气体通道因而可以在所述顶部接触壁部分、所述底部接触壁部分、所述最内槽脊部分和相应的一个所述横向最外槽脊部分之间形成在所述中间部分的一个、优选地是两个侧翼处。
[0045] 为了可靠且廉价地固定所述多个弹簧簧片,所述中间部分可以包括对应于所述多个弹簧簧片并且面对所述单个进气口的内周表面的横向部分的多个平面的连接表面。在所述组装在所述单个进气口内的状态下,所述多个弹簧簧片夹持在所述对应的多个连接表面与所述单个进气口的内周表面的所述横向部分之间。所述多个平面的连接表面可以形成在一个、优选地两个横向最外槽脊部分上,与一个、优选地两个横向最外槽脊部分的横向平表面形成一体,并且优选地在同时形成所述接合凸起部的横向表面的所述一个、优选两个横向最外槽脊部分的横向平表面的所述部分上。因而,所述多个弹簧簧片可以夹持在所述接合凸起部的所述横向表面与对应的接合凹槽的所述对应表面之间。
[0046] 为了简化所述进气门的运输和安装,仅在上述优选的另一个变型中,所述多个弹簧簧片优选地例如通过粘接、钎焊或点焊而预先连接至所述多个连接表面。
[0047] 而且,所述进气门在其具有气体通道的每个横向侧上的所述最内端部槽脊部分上可以包括用于对应多个弹簧簧片的所述多个支撑表面的多个平表面形成部分。所述多个平表面可以是在所述最内端槽脊部分的相应横向侧上的一个平表面。
[0048] 而且,所述多个支撑表面可以至少部分地由互连槽脊的横向表面形成,所述互连槽脊相互连接所述内侧槽脊部分和在具有气体通道的所述中间部分的所述侧翼上的所述横向最外槽脊部分中的至少所述一个。所述互连槽脊的所述横向表面可以与所述最内端槽脊部分的侧翼上的所述多个平表面和所述最外槽脊部分上的所述连接表面对准,以便使所述弹簧簧片在进气门的关闭状态下以其整个本体被支撑。
[0049] 借助互连槽脊的支撑,即使与扫气道相比,燃烧室内存在8至10巴的过压,也可以可靠地防止弹簧簧片在进气门的关闭状态下卡住。
[0050] 而且,具有所述两个横向最外槽脊部分和所述最内槽脊部分的所述进气门可以包括至少一个、优选地多个相互间隔开的分隔突起,所述分隔突起在素数槽脊部分内侧垂直地相互连接两个横向最外槽脊部分和最内槽脊部分。由于所述槽脊部分的内侧的横截面是大致三角形的,因而分隔突起也是大致三角形的。通过所述分隔突起实现了阀体的被容纳部分的进一步加强。
[0051] 如果所述分隔突起充满材料并且因此不透气体,这意味着将每个分隔突起上方的气体通道与所述分隔突起下方的气体通道密封地分开,则可获得更重要的效果。继而,燃烧室内的气体到活塞下方容积的捷径即便没有被避免也至少在活塞的位置被减小,在所述活塞的位置活塞环组件经过所述进气门的环。如果分隔突起在所述阀体的所述中间部分的所述横向侧翼外侧上延续,例如延续到所述支撑突起中,则增强了该效果。
[0052] 应理解,为了避免上述短路效果,每两个相邻分隔突起之间的距离、与顶部接触壁部分相邻的分隔突起与顶部接触壁之间的距离以及与底部接触壁部分相邻的分隔突起与底部接触壁部分之间的距离必须小于活塞环组件的高度。
[0053] 有利地设有本发明的进气门的发动机的气缸或气缸套可以设有多于一圈设有或填充有所述进气门的所述进气口,以便延长在活塞的压缩冲程期间的打开时刻。或者,如果气缸或气缸套仅包括一圈所述进气口,则也可以将进气口设置在较高位置处,或通过使进气口的上端到达比没有根据本发明的进气门的情况更高的位置处而使得进气口较长,这是由于即使燃烧室内的过压与扫气道相比高达8至10巴,根据本发明的进气门在膨胀冲程期间也将保持进气口关闭。
[0054] 而且,在具有所述进气门的大型单流式二冲程发动机中,排气门的打开可以延迟直到活塞在膨胀冲程中接近BDC下止点为止,以便利用气缸内作用在活塞顶部上的最多的压力/能量,例如在膨胀冲程期间在燃烧室内2-3巴处的打开正时。附图说明
[0055] 在下文中,借助附图解释本发明的特征和优点,其中:
[0056] 图1是设有根据本发明实施例的进气门的根据本发明实施例的气缸套的透视图;
[0057] 图2是沿图1中的线II-II得到的部分剖视图;
[0058] 图3是图1和2所示的进气门中的一个的透视图;
[0059] 图4是图3所示的进气门在打开状态的透视图;
[0060] 图5是进气门在关闭状态下对应于图4的透视图;
[0061] 图6是上述附图所示的进气门的阀体的透视图;
[0062] 图7是沿图3中的线VII-VII得到的剖视图,示出簧片打开的进气门;
[0063] 图8是对应于图7的剖视图,示出簧片关闭的进气门;
[0064] 图9是图2中细节IX的放大图;和
[0065] 图10是图9中区域X偏移出纸张平面的区域的视图。

具体实施方式

[0066] 首先参照图1和2。示出具有圆筒形周壁3的气缸套2,所述圆筒形周壁散布有相同的进气口8,所述进气口布置为所述进气口8的环4。在进气口的所述环4中,每对相邻进气口8都相互间隔开并且通过插置的槽脊部分(land portion)9分开。进气口的所述环4的所述进气口8填充有相同的进气门1,所述进气门当从气缸外观察时在图2的视图中具有大致V形横截面,当完全容纳在相应进气口8中时,外部轮廓跟随相应进气口8的轮廓。
[0067] 图3、4和5中以总体视图示出所述进气门1中的一个。进气门总体上由阀体5构成,该阀体具有由所述进气口8的形式和尺寸预先确定的细长的形式和尺寸,进气门1必须配合到所述进气口中。所述阀体5总体上由顶部接触壁部分13a和底部接触壁部分13b构成,所述顶部接触壁部分和底部接触壁部分通过中间部分10相互连接。所述中间部分10在其一个横向侧上承载簧片叶片6,并且在其相对横向侧上承载簧片叶片7。
[0068] 所述顶部和底部接触壁部分13a、13b具有当从所述气缸套3外侧看时凸起弯曲的壁,并且所述壁在相应进气口8的方向上以恒定的横截面突出。所述中间部分10在其两个横向侧部上具有两个向内渐缩的侧翼,从所述顶部和底部接触壁部分13a、13b的最外端突出至所述顶部和底部接触壁部分13a、13b的最内端。所述簧片叶片或弹簧片6、7具有大致矩形形式,在一侧上固定地连接在所述中间部分10的相应横向侧翼的外端部分处,以便使其能以其面向内的端部拍动,以打开(图4)或关闭(图5)穿过所述中间部分10的气体通道16(图6)。在其关闭位置,它们支撑在中间部分10的相应侧翼上(图9“关闭”),并且他们在其打开位置支撑在相应进气口8的内周面上(图9“打开”)。
[0069] 图6详细示出所述阀体5。所述阀体的中间部分10包括在所述中间部分10的横向最外侧边缘处的两个横向最外侧槽脊部分11和在所述渐缩的中间部分10的最内侧端部处的最内侧槽脊部分17。所述最外侧和最内侧槽脊部分11、17相互连接所述顶部和底部壁部分13a、13b。在所述中间部分10的横向侧翼上,连接腹板或连接槽脊14在相应的横向最外侧槽脊部分11和最内侧槽脊部分17之间垂直于所述最外侧和最内侧槽脊部分11、17延伸。所述连接槽脊14与所述最内侧槽脊部分17的横向侧翼上的平表面20一起形成用于处于所述关闭位置(图9“关闭”)的弹簧簧片6、7的支撑表面14、20。
[0070] 在所述横向最外侧槽脊部分11的横向侧翼上设有形成连接表面18的平表面18,在该平表面18处弹簧簧片6、7例如通过点焊与阀体5连接。所述气体通道16在所述连接槽脊14之间穿过所述中间部分10的横向侧翼。如果所述弹簧簧片6、7支撑在所述支撑表面14、20上(图8、图9“关闭”),则所述气体通道16关闭,而如果所述弹簧簧片6、7支撑在所述进气口8的所述内周壁的所述横向部分上(图7、图9“打开”),则所述气体通道16打开。
[0071] 在所述渐缩的中间部分10的每个横向侧上,设有两个相互间隔开的支撑突起12。所述支撑突起12横向地突出以便将阀体5支撑在所述进气口8中,也就是说,它们在横向方向上突出远至所述顶部和底部壁部分13a、13b,按照所述进气口8的所述内周表面31的横向部分在平行平面中延伸,参见图9、10。
[0072] 而且,所述两个横向最外槽脊部分11和所述最内槽脊部分通过大致三角形的分隔突起15在侧翼内侧相互连接。所述分隔突起15在所述中间部分10的长度上均匀分布,最上和最下分隔突起15分别到顶部接触壁部分13a和底部接触壁部分13b的距离对应于相邻分隔突起15之间的距离。另一方面,所述距离稍大于在所述气缸中往复运动的活塞环组件的高度。由此,在活塞(确切地说是活塞环组件)经过期间燃烧室内气体到活塞下方容积的不期望的捷径被至少基本关闭。所述捷径的尺寸被减小到中间部分10的横向侧翼前方空间的横截面。如果所述分隔突起15在横向侧翼外侧上延续到支撑突起12中,则该横截面也可以被至少部分地关闭。因此,燃烧室中的气体压力不会在活塞经过的时刻突然下降,同样,即使此时相应的进气口打开,通过所述进气口环4的进气口8的逃逸也被扫气道中的过压锁定。
[0073] 进气门1形成为完全容纳在相应的进气口8中,最好如图9所示。这意味着构成被容纳部分的阀体5仅需要与固定连接的弹簧簧片6、7一起从气缸外引入到相应进气口8中。
[0074] 为了将所述进气门1固定在相应进气口中,最好如图7和8所示,所述阀体5的所述中间部分10在两个横向外边缘上包括接合凸起部19,所述接合凸起部在所述顶部和底部接触壁部分13a、13b的横向边缘上横向地凸出或伸出。所述接合凸起部19是所述横向最外槽脊部分11的一体部分。所述接合凸起部19用于在所述气缸套2的外表面处的所述插置的槽脊部分9的外边缘处接合相应的沟槽或渐缩的接合凹槽32和相应进气口8的所述内周表面的所述横向部分(图9和10中用附图标记31指示)。
[0075] 现在参照所述图9和10,解释所述进气口8内的所述进气门1的构造和固定。在图9中,一个进气口8示出为进气门1关闭,标记有“关闭”,并且相邻的进气口8示出为进气门1打开,标记为“打开”。应理解,这只是为了图释的目的。
[0076] 如上所述,每个进气门1都包括所述接合凸起部19,以在所述进气口环4的进气口8之间所述气缸壁3的每个插置的槽脊部分9的横向外边缘处接合到相应的所述沟槽32中。在横向面对的每个所述接合凸起部19的公共表面与相应的横向最外槽脊部分11之间,即,图6所示的支撑表面18和接合凹槽32的相应沟槽的相对表面之间,弹簧簧片6、7被夹持并由此固定就位。
[0077] 通过所述接合凸起部19与所述接合凹槽32的形式配合,整个进气门1也固定,不会运动到燃烧室内。为了固定进气门1而使其不会沿向外方向运动出相应的进气口8,设有安装杆34,每个安装杆34都从外侧固定到所述插置的槽脊部分9上,并且在所述插置的槽脊部分9的横向边缘上伸出,即,在所述进气门阀体5的接合凸起部19上突出,并且推压相应的进气门1就位。
[0078] 最好如图10所示,所述气缸壁3的所述插置的槽脊部分9较窄,并且仅提供用于单排螺纹孔33的空间,以便使通过填充有所述进气门1的所述进气口环4的所述进气口8的气体流动通路的总尺寸最大。因此,将没有用于安装进气门的安装凸缘的足够空间。该问题通过所述安装杆34解决,所述安装杆34通过螺纹旋拧到所述单排螺纹孔33中的螺钉35固定至所述气缸壁3的所述插置的槽脊部分9。
[0079] 图10是沿从纸平面向外方向相对于图9偏移而得到的,以便能看到所述螺钉35中的一个。而且,在图10中,在穿过其分隔突起15中的一个的剖视图中示出进气门1。
[0080] 而且,图9和10示出进气口8具有在气缸轴线平面中观察到的恒定的宽度。这就意味着所述插置的槽脊部分9从气缸2的外侧到内侧变窄。而且,示出了所述进气口的对称轴线相对于气缸径向轴线偏移,在所示示例中大约是20度,以便在流入的扫气中产生旋转。阀体5跟随进气口对称轴线相对于气缸径向方向的上述偏移。即,其在所述气缸轴线平面中的轮廓包络线不是等腰三角形,而是具有簧片6的渐缩侧翼较长,而具有簧片7的渐缩侧翼较短,以便即使所述进气门定位在所述进气口中,流入的扫气也能旋转,如图9中大箭头所示。实际上,弹簧簧片6、7尺寸可以相同,以便可以使用普通端口。
[0081] 上述实施例的变型和改变是可行的,而不脱离本发明的范围。
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