JP3913780B2 - Rotary valve control device for internal combustion engine and piston pump - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関及びピストンポンプのための回転弁制御装置であって、シリンダヘッドが設けられており、該シリンダヘッド内に、駆動装置と連結されている回転対称的な球冠形状の回転弁が、シリンダ軸線を中心にして回転可能に配置されており、シリンダヘッドに少なくとも１つの吸気通路と少なくとも１つの排気通路とが設けられており、さらに回転弁に、吸気通路もしくは排気通路と合致する制御開口が設けられており、しかも吸気通路及び排気通路の領域において、回転弁の、少なくともシリンダに向けられた側に、自由に回転可能なシールリングが配置されており、回転弁がその回転軸線を中心にして回転するように駆動されており、しかもシリンダヘッド及びシリンダが回転弁の両側に冷却通路を備えている形式のものに関する。
このような回転弁制御装置は公知である（ドイツ連邦共和国特許出願公開第４３１２４９２号明細書）。
さらに別の回転弁制御装置も公知であり（ドイツ連邦共和国特許第９１１７９１号明細書）、この公知の回転弁制御装置では、回転弁は縁部に歯列を備えており、この歯列は、軸の端部に配置されたピニオンと噛み合っている。さらにシリンダヘッドひいては回転弁は、シリンダヘッドの外側に配置された冷却フィンによって冷却されている。
この公知の回転弁制御装置には次のような欠点がある。すなわち公知の回転弁制御装置では、回転弁がシリンダヘッドにおける開口に対して、長い耐用寿命のために必要な十分なシール作用を有していない。さらにまた、回転弁の冷却も十分だとは思われない。
本発明の技術的な課題は、冒頭に述べた形式の回転弁制御装置を、その信頼性、負荷耐性、耐用寿命及び節約性に関して改良することである。
この技術的な課題を解決するために本発明の構成では、
イ）回転弁（１）が周方向に作用するばね弾性装置（１６）を介して駆動装置と連結されており、
ロ）回転可能なシールリング（２，３）が、回転弁（１）の駆動装置とは別の駆動装置と連結されており、
ハ）回転弁の、シリンダ（７）とは反対の側に配置されたシールリング（２）が、スラスト軸受として形成されており、
ニ）シールリング（２，３）が潤滑及び冷却されている。
本発明による解決策では、回転可能なシールリングが様々な機能を有している。本発明のように構成されていると、回転可能なシールリングは、回転弁の回転とは無関係に常に機械的に又は有利には油圧によって駆動されるので、同時にまた潤滑されかつ冷却される。
シールリングは外側つまり回転弁の、シリンダとは反対の側において、単に回転弁を吸気通路及び排気通路に対してシールするだけではなく、スラスト軸受としても作用し、これによって、ピストンによって生ぜしめられて回転弁に作用する押圧力を緩衝することができる。
スラスト軸受として働くシールリングは、装置の運転中における負荷交番時に場合によっては生じる回転弁の振動をも阻止する。このことはまた同時に回転弁の壁厚を減じることも可能にし、その結果回転弁においてはほとんど熱が蓄積されず、かつその質量に起因する遠心力も減じられる。
回転弁の駆動装置内に配置されていて回転方向に作用する、機械式又は油圧式に作用することができるばね弾性装置は、回転弁の回転速度の変動を可能にする。このような変動は例えば、シリンダにおける交番する圧力状況によって生ぜしめられる。回転弁のばね負荷された駆動装置によって、回転弁の回転運動は均一化され、駆動装置の衝撃的な負荷が回避される。
ばねユニットは必要とあらば、ばね特性を制御可能なばねによっても構成することができ、このようになっていると、例えば内燃機関において使用される場合には、機関特性を要求に合わせること、例えばより大きなトルクを得ることが可能である。
本発明の別の有利な構成は請求項２及び３に記載されている。以下においては第１図及び第２図に示された実施例を参照しながら本発明について詳説する。
第１図は、本発明による装置の１実施例を第２図のＡＢ線に沿って断面して示す縦断面図である。
第２図は、第１図に示された装置におけるシリンダヘッド及び回転弁における開口の配置形式を示す概略図である。
第１図には、内部に配置されたピストン９を備えたシリンダ７と、シリンダヘッド８とが示されている。シリンダヘッド８及びシリンダ７は、冷却液を収容するための中空室１０を有している。シリンダ７とシリンダヘッド８との間における相応に形成された中空室には、カラー１１を備えた回転弁１が配置されている。カラー１１の上端部には、駆動歯車１２が摩擦力結合式に（kraftschluessig）設けられている。シリンダヘッド８の中央部分はポット形の凹設部１３を有しており、この凹設部１３の底部には、例えば点火プラグのような点火装置を受容するための開口が設けられている。駆動歯車１２とカラー１１との間にはばね弾性装置１６が配置されている。
シリンダヘッド８には排気通路６が設けられており、この排気通路６は回転弁１に対して、回転可能なシールリング２，３によってシールされている。さらにシールリング１４，１５が、シリンダ７及びシリンダヘッド８に対してカラー１１をシールするために設けられている。
第１図から分かるように、回転弁１の外縁部の領域においてシリンダヘッド８には、環状の通路が設けられており、この通路は開口１７を介して外気と接続されている。
シールリング３は同時にスラスト軸受としても形成されているので、圧縮によって回転弁に対して作用する力を緩衝することができる。装置の運転中に制御可能なばね弾性装置１６が使用されると、装置の噴出タイミング（Ausstosstakt）にも影響を与えることができる。これによって運転特性を合わせることができ、例えばより高いトルクを得ることができる。
第２図にはモーメント受容部（Momentaufnahme）において、シリンダヘッド８における吸気通路５及び排気通路６に対する、回転弁１における開口４の相対位置が、回転弁１の特定の回転位置において示されている。
回転弁１はシリンダヘッドに対して真ん中に、つまり同心的に配置されている。中空室１０に収容された冷却媒体によって、シリンダ７及びシリンダヘッド８ひいては回転弁１も冷却される。シリンダヘッド８及びシリンダ７の、回転弁１に向けられた面は、回転弁１の球冠形状に合わせられている。このようにして回転弁と冷却されるシリンダヘッド８及びシリンダ７とが緊密に接触していることによって、回転弁もまた良好に冷却される。
図示のように吸気通路及び排気通路の両側に取り付けられている回転可能なシールリング２，３は、運転中に必要なシールを行うために働く。しかしながらまたシールリングは片側にだけ設けられていてもよい。回転弁１の球面に沿って滑動する回転可能なシールリング２，３は、装置の大きな利点を形成する。
本発明による解決策のその他の利点としては次のことが挙げられる：すなわち、圧縮率は熱くならない弁によって制限される。吸気通路及び排気通路における流れは、弁によって操作される吸気開口及び排気開口の流れに対して、約４０％改善される。弁ばねに起因して生ぜしめられる出力損失は、発生しない。回転数限界はより高い回転数に向かってシフトされる。機関の運転はより均一でより静かである。そして燃料の完全燃焼は環境に対して優しい。The present invention relates to a rotary valve control device for an internal combustion engine and a piston pump, in which a cylinder head is provided, and a rotationally symmetric spherical crown-shaped rotation connected to a drive device in the cylinder head. The valve is arranged to be rotatable about the cylinder axis, the cylinder head is provided with at least one intake passage and at least one exhaust passage, and the rotary valve matches the intake passage or the exhaust passage. control opening is provided which, moreover in the area of the intake passage and an exhaust passage, a rotary valve, on the side directed to at least the cylinder, freely rotatable seal ring is disposed, the rotary valve is the rotation axis is driven to rotate about the, yet those of the type cylinder head and the cylinder are provided with cooling passages on both sides of the rotary valve To.
Such a rotary valve control device is known (German Patent Application No. 4312492).
Further rotary valve control devices are also known (German Patent No. 911791). In this known rotary valve control device, the rotary valve is provided with teeth on the edge, It meshes with a pinion arranged at the end of the shaft. Further, the cylinder head and thus the rotary valve are cooled by cooling fins arranged outside the cylinder head.
This known rotary valve control device has the following drawbacks. That is, in the known rotary valve control device, the rotary valve does not have a sufficient sealing action necessary for a long service life with respect to the opening in the cylinder head. Furthermore, the cooling of the rotary valve does not seem to be sufficient.
The technical problem of the present invention is to improve a rotary valve control device of the type mentioned at the outset in terms of its reliability, load resistance, service life and savings.
In order to solve this technical problem, in the configuration of the present invention,
A) The rotary valve (1) is connected to the drive device via a spring elastic device (16) acting in the circumferential direction,
B) The rotatable seal ring (2, 3) is connected to a drive device different from the drive device of the rotary valve (1) ,
C) A seal ring (2) arranged on the opposite side of the rotary valve from the cylinder (7) is formed as a thrust bearing,
D) The seal ring (2, 3) is lubricated and cooled.
In the solution according to the invention, the rotatable seal ring has various functions. When configured in accordance with the present invention, the rotatable seal ring is always mechanically or preferably hydraulically driven independently of the rotation of the rotary valve, so that it is also lubricated and cooled at the same time.
The seal ring on the outside, i.e. on the side of the rotary valve opposite the cylinder, not only seals the rotary valve against the intake and exhaust passages, but also acts as a thrust bearing, which is caused by the piston. Thus, the pressing force acting on the rotary valve can be buffered.
The seal ring that acts as a thrust bearing also prevents vibration of the rotary valve that may occur when the load is switched during operation of the device. This also allows the wall thickness of the rotary valve to be reduced at the same time, so that little heat is accumulated in the rotary valve and the centrifugal force due to its mass is also reduced.
A spring-elastic device which can be actuated mechanically or hydraulically, which is arranged in the drive device of the rotary valve and acts in the direction of rotation, makes it possible to vary the rotational speed of the rotary valve. Such fluctuations are caused, for example, by alternating pressure conditions in the cylinder. Due to the spring-loaded drive of the rotary valve, the rotary movement of the rotary valve is equalized and an impulsive load on the drive is avoided.
If necessary, the spring unit can also be constituted by a spring whose controllability can be controlled, so that, for example, when used in an internal combustion engine, the engine characteristic can be adapted to the requirements, For example, a larger torque can be obtained.
Further advantageous configurations of the invention are described in claims 2 and 3. In the following, the present invention will be described in detail with reference to the embodiment shown in FIGS.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of the apparatus according to the present invention along the line AB of FIG.
FIG. 2 is a schematic view showing an arrangement form of openings in the cylinder head and the rotary valve in the apparatus shown in FIG.
FIG. 1 shows a cylinder 7 having a piston 9 disposed therein and a cylinder head 8. The cylinder head 8 and the cylinder 7 have a
An exhaust passage 6 is provided in the cylinder head 8, and the exhaust passage 6 is sealed with respect to the rotary valve 1 by rotatable seal rings 2 and 3. Further,
As can be seen from FIG. 1, an annular passage is provided in the cylinder head 8 in the region of the outer edge of the rotary valve 1, and this passage is connected to the outside air through an
Since the seal ring 3 is also formed as a thrust bearing at the same time, the force acting on the rotary valve can be buffered by compression. If a spring-
FIG. 2 shows the relative position of the opening 4 in the rotary valve 1 with respect to the intake passage 5 and the exhaust passage 6 in the cylinder head 8 at a specific rotational position of the moment valve (Momentaufnahme). .
The rotary valve 1 is arranged in the middle , that is, concentrically with respect to the cylinder head. The cylinder 7 and the cylinder head 8 and thus the rotary valve 1 are also cooled by the cooling medium accommodated in the
As shown in the figure, the rotatable seal rings 2 and 3 attached to both sides of the intake passage and the exhaust passage serve to perform a necessary seal during operation. However, the seal ring may also be provided only on one side. The rotatable seal rings 2, 3 sliding along the spherical surface of the rotary valve 1 form a great advantage of the device.
Other advantages of the solution according to the invention include the following: the compressibility is limited by a valve that does not become hot. The flow in the intake and exhaust passages is improved by about 40% over the flow of intake and exhaust openings operated by valves. No output loss is caused by the valve spring. The speed limit is shifted towards higher speeds. Engine operation is more uniform and quieter. And complete combustion of the fuel is environmentally friendly.
Claims (3)
イ）回転弁（１）が周方向に作用するばね弾性装置（１６）を介して駆動装置と連結されており、
ロ）回転可能なシールリング（２，３）が、回転弁（１）の駆動装置とは別の駆動装置と連結されており、
ハ）回転弁の、シリンダ（７）とは反対の側に配置されたシールリング（２）が、スラスト軸受として形成されており、
ニ）シールリング（２，３）が潤滑及び冷却されている
ことを特徴とする、内燃機関及びピストンポンプのための回転弁制御装置。A rotary valve control device for an internal combustion engine and a piston pump, wherein a cylinder head is provided, and a rotationally symmetrical spherical crown-shaped rotary valve connected to a drive device is provided in the cylinder head. The cylinder head is disposed so as to be rotatable about the axis, and the cylinder head is provided with at least one intake passage and at least one exhaust passage, and the rotary valve has a control opening that matches the intake passage or the exhaust passage. In the region of the intake passage and the exhaust passage, a freely rotatable seal ring is arranged at least on the side of the rotary valve facing the cylinder, and the rotary valve is centered on its rotational axis. In which the cylinder head and the cylinder are provided with cooling passages on both sides of the rotary valve,
A) The rotary valve (1) is connected to the drive device via a spring elastic device (16) acting in the circumferential direction,
B) The rotatable seal ring (2, 3) is connected to a drive device different from the drive device of the rotary valve (1) ,
C) A seal ring (2) arranged on the opposite side of the rotary valve from the cylinder (7) is formed as a thrust bearing,
D) A rotary valve control device for an internal combustion engine and a piston pump, wherein the seal rings (2, 3) are lubricated and cooled.
Applications Claiming Priority (1)
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| PCT/EP1996/004194 WO1997012128A1 (en) | 1995-09-27 | 1996-09-26 | Rotary valve control system for internal combustion engines and reciprocating pumps |
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|---|---|
| JP2000513776A JP2000513776A (en) | 2000-10-17 |
| JP3913780B2 true JP3913780B2 (en) | 2007-05-09 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51314197A Expired - Fee Related JP3913780B2 (en) | 1996-09-26 | 1996-09-26 | Rotary valve control device for internal combustion engine and piston pump |
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| JP (1) | JP3913780B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ITMI20112391A1 (en) * | 2011-12-27 | 2013-06-28 | Nuovo Pignone Spa | DEVICES AND METHODS TO IMPLEMENT VALVES |
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1996
- 1996-09-26 JP JP51314197A patent/JP3913780B2/en not_active Expired - Fee Related
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| ITMI20112391A1 (en) * | 2011-12-27 | 2013-06-28 | Nuovo Pignone Spa | DEVICES AND METHODS TO IMPLEMENT VALVES |
| WO2013098097A1 (en) * | 2011-12-27 | 2013-07-04 | Nuovo Pignone S.P.A | Devices and methods for actuating valves |
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